[发明专利]多振镜大幅面选择性激光熔化SLM设备

说明书

技术领域

本发明涉及快速成型技术领域，特别涉及一种多振镜大幅面选择性激光熔化SLM设备。

背景技术

选择性激光熔化 SLM是金属件直接成型的一种方法，是快速成型技术的最新发展。该技术基于快速成型的最基本思想，即逐层熔覆的“增量”制造方式，根据三维 CAD模型直接成型具有特定几何形状的零件，成型过程中金属粉末完全熔化，产生冶金结合。采用传统的机加工手段无法制造出来的形状结构复杂的金属零件，是激光快速成型技术应用的主要方向之一。具有以下优点：

（1）能直接制成终端金属产品，不用任何后处理工艺或简单的表面处理，通过简单的CAD造型和材料选择即可直接加工出可直接使用的零件，极大地缩短了产品开发周期；

（2）能得到具有非平衡态过饱和固溶体及均匀细小金相组织的实体，致密度几乎能达到100%，零件机械性能与锻造工艺所得相当；

（3）使用具有高功率密度的激光器，以光斑很小的激光束加工金属，使得加工出来的金属零件具有很高的尺寸精度( 达0.1mm) 以及好的表面粗糙度(Ra 30～50μm)；

（4）由于激光光斑直径很小，因此能以较低的功率熔化高熔点的金属，使得用单一成分的金属粉末来制造零件成为可能，而且可供选用的金属粉末种类也大大拓展了；

（5）适合各种复杂形状的工件，尤其适合内部有复杂异型结构，如空腔、三维网格以及用传统方法无法制造的复杂工件。

    但是现有的选择性激光熔化SLM成形设备的成形区域最大为250mm×250mm，成形试样的尺寸限制比较大，同时也限制了选择性激光熔化SLM设备在工业界的推广应用。而大幅面的激光熔覆设备具有较大的成形尺寸，但是其成形精度较差，需要做二次机加才可以投入使用，无形中增加了零件的加工时间和成本。

发明内容

本发明提供一种多振镜大幅面选择性激光熔化SLM设备，包括选择性激光熔化SLM成形台面，该选择性激光熔化SLM成形台面被分成均匀的四个成形区域，每个成形区域上方均设置有各自独立的振镜系统，每个振镜系统中的振镜部件分别同各自对应的振镜运动控制器相控制连接，所有的振镜运动控制器都同中央控制器相控制连接。避免了成形精度较差，需要做二次机加才可以投入使用，无形中增加了零件的加工时间和成本的缺陷。从而可以成形出传统SLM设备无法制造的零件，同时提高了零件的加工效率。   

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种多振镜大幅面选择性激光熔化SLM设备，包括选择性激光熔化SLM成形台面6，该选择性激光熔化SLM成形台面6被分成均匀的四个成形区域，每个成形区域上方均设置有各自独立的振镜系统，每个振镜系统中的振镜部件分别同各自对应的振镜运动控制器5相控制连接，所有的振镜运动控制器5都同中央控制器7相控制连接。

所述的振镜系统包括按照各自激光束4入射方向设置的X轴振镜1和Y轴振镜2，X轴振镜1和Y轴振镜2构成了所述的振镜部件，在振镜部件的激光束出射方向设置有平场聚焦透镜3。

通过在中央控制器7对四个的振镜运动控制器5同步协调控制下，激光束通过四个成形区域上方各自对应的X轴振镜1和Y轴振镜2，并经过各自对应的平场聚焦透镜3最后在各自成形区域完成扫描运动。该选择性激光熔化SLM成形设备方案采用4个振镜部件同时工作，成形区域平面面积是普通选择性激光熔化SLM设备的四倍，加工效率也是普通选择性激光熔化SLM设备的四倍，能够适应大尺寸零件的成形需求。控制系统能够自动分割成形区域，将4个成形区域协同工作，提高了成形件的结构强度。

附图说明

图1为本发明的多振镜大幅面选择性激光熔化SLM设备的结构示意图。

图2为本发明的振镜运动控制器同中央控制器连接示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明：

如图1和图2所示，包括选择性激光熔化SLM成形台面6，该选择性激光熔化SLM成形台面6被分成均匀的四个成形区域，该四个成形区域分别为第一成形区域I、第二成形区域II、第三成形区域III以及第四成形区域IV，每个成形区域上方均设置有各自独立的振镜系统，每个振镜系统中的振镜部件分别同各自对应的振镜运动控制器5相控制连接，所有的振镜运动控制器5都同中央控制器7相控制连接。所述的振镜系统包括按照各自激光束4入射方向设置的X轴振镜1和Y轴振镜2，X轴振镜1和Y轴振镜2构成了所述的振镜部件，在振镜部件的激光束出射方向设置有平场聚焦透镜3。

本发明的工作原理为：当选择性激光熔化SLM成形设备需要成形时，在中央控制器7对四个的振镜运动控制器5同步协调控制下，激光束通过四个成形区域上方各自对应的X轴振镜1和Y轴振镜2，并经过各自对应的平场聚焦透镜3最后在各自成形区域完成扫描运动。