[发明专利]激光成形技术的型板设备及激光成形技术的型板方法

说明书

本发明公开了一种激光成形技术的型板设备及激光成形技术的型板方法，型板设备在激光成形室下端成型口上安装呈框形的型板组件，在激光成型室成型口正下方设置能够寸动升降的成形底板，成形底板和型板组件之间通过限位件密封连通形成容粉空间，激光熔化系统对容粉空间内粉末激光熔化成型，激光成形技术的型板方法为先在成型室下端成型口处安装型板组件和密封环，在活动横梁或成形缸活塞上安装成形底板；成形底板到型板组件内初始位置，开始刮粉和激光熔化成型工件和伴生筒，最后，工件和伴生筒随成形底板下降脱离型板组件后取出，本发明节约了资源，避免了资源和粉末浪费，降低了取件难度和取件成本，降低了设备高度。

技术领域

本发明涉及一种激光熔化技术，特别涉及一种激光成形技术的型板设备及激光成形技术的型板方法。

背景技术

SLM技术是当代增材制造家族中最有影响的3D金属打印技术。其精度和强度高，均超过精密石蜡铸造，可直接制造零件。SLM的强度可与锻造媲美，且其精度上更远远超过锻造(锻造是毛坯制造)；但SLM的塑性则低于锻造，因而在抗疲劳，冲击韧性方面落后于锻造，不过还是远超过精铸。SLM是当代用于工业化生产的，最成熟，最稳定，最普遍，最受制造业欢迎的增材制造设备。

现有SLM技术有一致命的弱点，即它采用了成形缸-活塞技术。其成形过程是从成形缸的缸口开始，激光熔化粉末成形一层，即活塞带动该层便下沉一个厚度(20～80μm，这是所谓的成形缸与活塞的适配寸动)，然后新的一层粉末填铺在该空间，又被激光熔化，并与下层(先成形层)焊接成整体。如此成千成万层，层层在缸口“铺粉-熔化-焊接”，成为一个整体。SLM成形缸系统见图1。传统SLM技术如此成形过程，带来了一系列困扰工程界的问题。

1.成形缸的直径是固定的，但成形件的截面却是大小变化的，经常会出现大成形缸，熔化成形很小的成型件，资源和粉末浪费严重，见图5。

2.成型件完成后，是处于成形缸中，取件困难。为了取件，可将成型件顶入成形室中，从成形室取出，则需或打开成形室顶部(含激光光路系统：振镜等一系列精密仪器)或水平连成形板一起推出，这两种方案均会大大增加了设备，特别是成形室的复杂程度。此外，成形件的高度需小于成形室内腔的高度(垂直焦距)，则大大限制了成形件的长度。

为了取件，还有所谓的“缸-室”分离的方法。将成形缸与成形室分离，移出成形缸(含其内的成型件)而取出成型件。显然，对于重型SLM，“缸-室”分离并水平移动，绝非易事，会大大增加成本。

3.采用成形缸-活塞系统另一个问题是机器结构庞大。当活塞向下移动一个行程S时，活塞杆同样也向下移动一个行程S,再加上活塞驱动系统和活塞的高度，这样成形缸-活塞系统的总长度将达S的2.5～3倍，大大增加了设备的高度。见图1

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种激光成形技术的型板设备及激光成形技术的型板方法，采用该激光成形技术的型板设备及激光成形技术的型板方法进行激光成型，避免了粉末浪费，便于工件取出，降低了设备整体高度，大幅降低了成形成本，提高了成形效率。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种激光成形技术的型板设备，包括机架、激光成形室和激光熔化系统，激光成形室固定安装于机架上，激光熔化系统安装于激光成形室上方，还设有型板组件、限位件、成形底板和寸动升降驱动装置，呈框形的型板组件能够固定安装于激光成形室下端成型口上，成形底板能够升降的位于激光成型室成型口正下方，寸动升降驱动装置驱动成形底板寸动升降，限位件上端能够与型板组件内侧密封连通，限位件下端与成形底板上侧表面密封定位，限位件高度能够随成形底板下降伸而伸长，限位件及型板组件内侧形成容粉空间，激光熔化系统能够对容粉空间的粉料进行激光熔化成型。