[发明专利]一种电子束选区同步烧结工艺及三维分层制造设备

摘要

一种电子束选区同步烧结工艺及三维分层制造设备，涉及一种利用高能束流，对材料依层烧结或熔化沉积，实现分层实体制造的技术与装置。本发明的特点是电子束扫描控制装置可以控制电子束在指定区域内以图形投影方式快速扫描，均匀加热粉末。电子束每一次扫描选定成形区域的时间极短，以至扫描起始点的温度还没有发生较大变化时，整个成形区域就已经扫描完成，经过一帧或多帧扫描，成形区域内材料阶梯式同步升温，共同达到烧结或重熔所需的温度，一起沉积到成形区域上，然后同步地降温。由于整体成形区域内的材料同步升温、烧结、沉积和降温，因此产生的热应力可大大减小，提高零件成形的精度和质量。

主权项

1.一种电子束选区同步烧结三维分层制造设备，包括真空室(16)，设在真空室顶部的电子枪(4)，分别与电子枪和真空室相连的真空系统(5、6)以及为电子枪各部分供电的高压电源(19)和控制各组成部分的控制计算机(10)；在所述的真空室内设有铺粉平台(14)，设置在铺粉平台上的粉末铺压装置(12)和铺粉平台中心的活塞式成型缸(20)以及设在铺粉平台上方的粉末供给装置(11)；在所述的电子枪内从下至上依次设有扫描磁透镜(18)、聚焦磁透镜(17)、阳极(3)和聚束极(2)，其特征在于：该设备还包括用于实现电子束投影式扫描的控制电路，所述扫描控制电路由以下部分构成：通过控制指令传输线路连接于控制计算机(10)的控制器(23)，通过数据总线、地址总线和控制总线连接于控制器(23)的存储器，通过数据总线与控制器(23)连接的电子枪扫描磁透镜驱动电路(24、25)，通过数据总线与控制器(23)连接的电子枪聚束极电压调控电路(26)，与控制计算机(10)的一个电压信号输出端相连的工作频率控制电路(27)；所述工作频率控制电路还通过其输出信号线路与控制器(23)、电子枪扫描磁透镜驱动电路(24、25)、电子枪聚束极电压调控电路相连；所述电子枪扫描磁透镜驱动电路(24、25)均包括处于输入端位置并与控制器(23)通过数据总线相连的锁存器，与锁存器输出端相连的数模转换器，以及与数模转换器输出端相连的功率放大器；所述电子枪聚束极电压调控电路(26)包括处于输入端位置并与控制器(23)通过数据总线相连的锁存器，与锁存器输出端相连的数模转换器，与数模转换器输出端相连的电压放大器，与数模转换器输出端和聚束极初始设定电压相连的电压叠加元件；所述工作频率控制电路(27)包括一个电压-频率转换元件。