[发明专利]三维打印物件的多维比例均压工艺及装置

说明书

三维打印物件的多维比例均压装置及工艺，属于机械及热处理技术领域，构造中包括：梳状缸体对、端盖或带有围套(一体化)的梳状缸体与梳状缸体，或带有斜坡及锲形滑块的缸体、活塞；使用时一对梳状缸体的脊状构造互相穿插，脊状构造前端的均一部分是粗细均匀的柱体，能够插入对面缸体底部的导向导向孔内，使用选用部件围套时，围套的内孔约束着梳状缸体的脊状构造，围套的作用是增加其强度并起到导向的作用；该多维比例均压工艺：其特征就在于：物件的比例放大过程、柱状空间所组成的压缩室的填装过程、柱状空间所组成的压实过程；或增加选用的加压烧结工艺；毛坯的尺寸才被压缩并恢复到需要的尺寸。

[技术领域]

本发明属于机械及热处理技术领域，确切的讲是将低密度的3D金属粉末预制件压实后再烧结方法。

[背景技术]

目前三维打印技术可以对金属粉末或使用金属粘结的丝状料进行3D成型。有3种3D技术工艺：SLS激光烧结(粘接)技术、3DP粘接技术、FDM结合后烧结技术及粉末填充后烧结技术。

SLS激光烧结、3DP粘接技术、poly-jet(聚合物喷射)技术：

选择性激光烧结(实际上是与3DP粘接技术类似通过激光加热的粘接方式) 技术(SLS，SelectiveLaserSintering)是以激光器为能量源，通过激光束使粉末均匀地烧结在加工平面上。在工作台上均匀铺上一层很薄(亚毫米级)的粉未作为原料，激光束在计算机的控制下，通过扫描器以一定的速度和能量密度按分层面的二维数据扫描。经过激光束扫描后，相应位置的粉末就烧结成一定厚度的实体片层，未扫描的地方仍然保持松散的粉末状。这一层扫描完毕，随后需要对下一层进行扫描。如此反复，直至扫描完所有层面。去掉多余粉末，并经过打磨、烘干等适当的后处理，即可获得零件。SLS可处理的原料包括塑料粉末(尼龙、聚苯乙烯、聚碳酸酯等，直接激光烧结)、金属粉末(工艺分直接法、间接法和双组员法)、陶瓷粉末(需使用粘结剂，包括无机粘结剂、有机粘结剂和金属粘结剂)。SLS已成功应用于汽车、造船、航天和航空等诸多行业。除DTM公司外，德国EOS公司也开发了相应的系列成型设备。在国内，如华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、华北工学院和北京隆源自动成型有限公司等,也取得了许多重大成果，如南京航空航天大学研制的RAP-I型激光烧结快速成型系统、北京隆源自动成型有限公司开发的AFS-300激光快速成型设备等。SLS目前已成功应用于汽车、造船、航天和航空等诸多行业，主要涉及快速原型制造、快速模具和工具制造以及小批量生产等环节.SLS激光烧结、3DP粘接技术的精度尚可，但成型物件的密度无法提高，无论是激光加热粘接还是直接喷胶粘接，都会形成较大的物理空隙，因而密度无法达到要求。

FDM结合后烧结技术与PolyJet聚合物喷射成型技术及其类似：

FDM技术是利用热熔喷头，喷出熔融粘性物料，进行逐层堆积成型的一种常用技术，结构简单、适应性广，不足之处是精度差；中国珠海天威公司，也效仿国外已有技术，将铁粉等与胶性物质混合，制成料丝；通过加温，将金属复合材料线材从低温(200-300度)喷头挤出，逐层打印堆积成形。再经过中温(400 度)脱脂工序去除粘结剂，最后以高温1200℃的环境将铁基金属烧结成型。实用金属材料方面是多元化的，如钛合金、氧化铝、氧化锆；在使用FDM的方式打印出成型物件，在将FDM的成型物件进行后烧结处理，也推出了FDM-3D金属“经济型”打印机。由于打印的料丝中掺杂着有机胶体，尽管热熔体下是自沁密实的，但是FDM技术打印时容易造成铺设间隙、分层现象；打印物件内部会存在许多缺陷、裂隙等等。