[发明专利]一种粉床3D打印的快速冷却装置及系统

说明书

本发明属于3D打印相关技术领域，并公开了一种粉床3D打印的快速冷却装置及系统。该装置包括基础基板、可变基板和冷却水箱，其中，所述基础基板上设置有凹槽，该凹槽中设置有所述冷却水箱，所述可变基板设置在所述冷却水箱上，作为3D打印的成形台面，在3D打印过程中，在所述冷却水箱中通入循环冷却水，对可变基板进行冷却，以此实现打印过程中成形件的及时且快速冷却。本发明还公开了利用上述冷却装置的3D打印系统。通过本发明，实现成形和冷却的同时进行，抑制成形中晶粒尺寸变大，保持元素分布均匀，提高成形件强度。

技术领域

本发明属于3D打印相关技术领域，更具体地，涉及一种粉床3D打印的快速冷却装置及系统。

背景技术

随着科技的不断进步，对工业产品的要求也不断提高，因此加工零件也向着精密化、复杂化、一体化的方向发展。然而，传统制造方法，如铸造、锻压等加工手段已经不能满足现如今的工业需求，3D打印技术应运而生，3D打印具备模型数字化处理分层，逐层扫描打印的技术特点，可生产精密化零件。

传统的3D打印技术对基板进行预热处理后进行3D打印，成形件制造结束后进行自然冷却，然而，基板长时间加热造成自然冷却时间长，因此造成晶粒尺寸变大，元素偏析，强度降低。这是目前3D打印不可避免的缺点，因此有必要给出一种方法摒除传统3D打印技术的缺点，如打印粉末材料中添加陶瓷相等，然而以上方法并不能从底层解决问题，直接从加热基板入手，变更基板为可加热亦可冷却的装置，不仅可以在3D打印过程中实现预热，还可实现成形件的快速冷却，抑制晶粒尺寸变大，促使元素分布均匀，提高成形件强度。因此，有必要提出一种粉床3D打印的快速超低温冷却装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种粉床3D打印的快速冷却装置及系统，利用该装置中冷却水箱对可变基板的快速冷却，实现成形和冷却的同时进行，抑制成形中晶粒尺寸变大，保持元素分布均匀，提高成形件强度。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种粉床3D打印的快速冷却装置，该装置包括基础基板、可变基板和冷却水箱，其中，

所述基础基板上设置有凹槽，该凹槽中设置有所述冷却水箱，所述可变基板设置在所述冷却水箱上，作为3D打印的成形台面，在3D打印过程中，在所述冷却水箱中通入循环冷却水，对可变基板进行冷却，以此实现打印过程中成形件的及时且快速冷却。

进一步优选地，所述冷却水箱上设置有入水口和出水口，该入水口和出水口通过冷却水管与外界的水循环装置连接。

进一步优选地，所述基础基板上设置有通孔，作为所述冷却水管穿过与所述入水口和出水口连接的通道。

进一步优选地，所述冷却水管为柔性水管，其表面进行隔热处理。

进一步优选地，所述隔热处理采用玻璃纤维编织、云母绕包后再采用玻璃纤维编织进行隔热。

进一步优选地，所述基础基板呈阶梯状，阶梯处为所述冷却水管安放的空间。

进一步优选地，所述可变基板的材料与成形件的材料相同，根据成形件材料的不同更换不同材料的可变基板。

进一步优选地，所述装置的厚度与3D打印系统中的成形基板厚度相同。

按照本发明的另一个方面，提供了一种上述所述的冷却装置的粉床3D打印系统，采用上述所述的冷却装置作为成形基板，该冷却装置中的冷却水管从所述3D打印系统成形缸放置测氧口的位置穿出，以此避免重新在所述成形缸上开设孔洞，保证成形缸的密封性。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具备下列有益效果：