[发明专利]一种紫外光选区照射固化金属的3D成型设备

权利要求书

1.一种紫外光选区照射固化金属的3D成型设备，其特征在于，包括：成型箱(1)；

平台组件(2)，包括沿上下方向可移动的设置在所述成型箱(1)内且沿水平方向延伸的成型平台(21)、用于提供所述成型平台(21)移动的第一动力机构(22)；喷头组件(3)，包括沿纵向可移动的设置在所述成型箱(1)内且位于所述成型平台(21)的上方并用于输出浆料的打印喷头(31)、用于提供所述打印喷头(31)移动的第二动力机构(32)；

刮平组件(4)，包括沿横向可移动的设置在所述成型箱(1)内且位于所述成型平台(21)的上方并用于刮平浆料的刮板(41)、用于提供所述刮板(41)移动的第三动力机构(42)，所述刮板(41)的移动路径与所述打印喷头(31)的移动路径是垂直的；

成像元件(5)，设置在所述成型箱(1)内且位于所述打印喷头(31)和所述刮板(41)的上方，所述成像元件(5)配置成：接收计算机发出的零件三维模型的切片信息，并在所述成型平台(21)上投影形成可透过紫外光线的与所述切片的截面形状相匹配的固化选区；

紫外光发生器(6)，设置在所述成型箱(1)内且位于所述成像元件(5)的上方，所述紫外光发生器(6)配置成对所述固化选区照射紫外光线；

控制器(7)，设置在所述成型箱(1)内且与所述第一动力机构(22)、所述第二动力机构(32)、所述第三动力机构(42)、所述成像元件(5)以及所述紫外光发生器(6)分别控制连接；

所述刮板(41)沿纵向延伸，所述刮板(41)的下端表面包括依次连接的收集段(411)、一次加压段(412)、保压段(413)、二次加压段(414)以及刮涂段(415)，所述收集段(411)、所述一次加压段(412)以及所述二次加压段(414)均沿倾斜于水平面向下的方向延伸，所述收集段(411)与水平面之间的倾斜角大于所述二次加压段(414)与水平面之间的倾斜角，所述二次加压段(414)与水平面之间的倾斜角大于一次加压段(412)与水平面之间的倾斜角，所述保压段(413)和所述刮涂段(415)均沿水平延伸；所述二次加压段(414)与水平面之间的倾斜角为30°～45°；

所述成型箱(1)包括箱体(11)和箱盖(12)，所述箱体(11)顶壁设置有开口，所述箱盖(12)一端部铰接在所述箱体(11)上且用于遮蔽所述开口，所述平台组件(2)、所述喷头组件(3)和所述刮平组件(4)集成设置在所述箱体(11)内，所述箱盖(12)遮蔽所述开口的一侧壁上设置有收纳腔，所述成像元件(5)和所述紫外光发生器(6)集成设置在所述收纳腔内；

所述喷头组件(3)包括储料容器(33)和泵料机构(34)，所述储料容器(33)通过输料管(35)与所述打印喷头(31)相连通，所述泵料机构(34)用于将所述储料容器(33)内的浆料泵送至所述打印喷头内，所述控制器(7)与所述泵料机构(34)控制连接，所述控制器(7)配置成控制所述泵料机构(34)向所述打印喷头(31)内泵送给定体积的浆料；

所述第一动力机构(22)包括固定在所述成型箱(1)内的第一电机(221)、与所述第一电机(221)传动连接且沿上下延伸的第一丝杆(222)、传动连接在所述第一丝杆(222)上的第一螺母(223)，所述第一螺母(223)与所述成型平台(21)的底部相固定；

所述第二动力机构(32)包括固定在所述成型箱(1)内的第二电机(321)、与所述第二电机(321)传动连接且沿纵向延伸的第二丝杆(322)、传动连接在所述第二丝杆(322)上的第二螺母(323)，所述第二螺母(323)与所述打印喷头(31)相固定；

所述第三动力机构(42)包括固定在所述成型箱(1)内的第三电机(421)、与所述第三电机(421)传动连接且沿横向延伸的第三丝杆(422)、传动连接在所述第三丝杆(422)上的第三螺母(423)，所述第三螺母(423)与所述刮板(41)相固定；

还包括用于调节所述成型平台(21)上方成型空间的调节装置(8)，所述调节装置(8)包括一对沿纵向延伸且位于所述成型平台(21)上方的调节轴(81)以及覆盖一对所述调节轴(81)的柔性挡板(82)，其中一个所述调节轴(81)固定设置在所述成型箱(1)内，另一个所述调节轴(81)沿横向可移动的设置在所述成型箱(1)内且通过预紧螺母(84)紧固，以便调节该对所述调节轴(81)之间的间距，所述柔性挡板(82)一端部与所述成型平台(21)上表面吸附固定，另一端部卷绕在一卷筒(83)上；

所述成型平台(21)的上表面具有Ra≥6.3的粗糙度且其移动间隔≤0.15mm，所述打印喷头(31)的移动速度≤0.15mm/s，所述刮板(41)的移动速度为20mm/s，所述成像元件(5)与所述成型平台(21)之间的距离≤80mm，所述紫外光发生器(6)的光照强度为2000～6000μW/cm2、单次光照时间为3～5s。