[实用新型]一种多腔体激光3D打印设备

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及到3D打印技术领域，特指一种采用多腔体设计的激光3D打印设备。

背景技术

3D打印技术是一种新兴的快速成型技术，其核心是将所需要成型工件的复杂3D形体通过切片处理转为简单的2D截面的组合，因此不必要采用传统的加工机床和工模具。它是依据工件的三维计算机辅助设计模型，在计算机控制的快速成型机上，沿着高度方向逐层沉积材料，成型工件的一系列2D截面薄片层，并通过激光烧结使片层与片层之间相互粘结，最终堆积成三维工件。

选择性激光烧结是3D打印技术中主流的一种，它是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加，生成所需形状的零件。整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。整个工艺装置由粉末腔和成型腔组成，工作时粉末腔送粉活塞上升，由铺粉辊将粉末在成型腔工作活塞上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉，控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。最后，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。对于金属粉末激光烧结，在烧结之前，整个工作台被加热至一定温度，可减少成型中的热变形，并利于层与层之间的结合。

但由于3D激光打印机器打印前放入打印材料的腔体必要加热到一定温度才能开始，打印成型后的物体必须要等成型腔自然冷却后才能取出，而现有的3D打印设备都是单一腔体，这样预加热时间加上自然冷却的时间就需要5～8小时左右，从而导致了打印效率低下，浪费了大量不必要的时间，而且其反复加热的方式也导致了资源的浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、可简化操作、大大提高打印效率的多腔体激光3D打印设备。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种多腔体激光3D打印设备，包括激光器组件、三个以上的腔体组件、腔体切换组件及控制组件，三个以上的腔体组件安装于转动工作平台上，所述转动工作平台上沿着圆周方向划设有预热工位、打印工位和冷却工位，三个以上的腔体组件在腔体切换组件的驱动下依次到达预热工位、打印工位和冷却工位，所述激光器组件安装于打印工位处。

作为本实用新型的进一步改进：每个所述腔体组件均包括腔体及安装于腔体内部的温度传感器、送料机构和加热机构，所述温度传感器用来监测腔体内的实时温度，所述送料机构用来完成打印材料的送入和保证打印过程中材料的持续供应，所述加热机构用来对腔体内部的温度进行升温。

作为本实用新型的进一步改进：所述转动工作平台为一圆形转盘状，所述预热工位、打印工位和冷却工位相对于转动工作平台的旋转中心圆周均匀分布。

作为本实用新型的进一步改进：所述激光器组件与一升降机构相连，通过升降机构驱动激光器组件靠近或远离腔体组件。

作为本实用新型的进一步改进：所述腔体组件的顶部设有开合门，用以与激光器组件配合在腔体组件内部完成工件的打印成型。

作为本实用新型的进一步改进：所述腔体切换组件包括驱动部件和传动部件，所述驱动部件的输出端通过传动部件与转动工作平台相连，驱动转动工作平台转动。

作为本实用新型的进一步改进：所述传动部件包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与驱动部件的输出端相连，所述从动齿轮与转动工作平台的旋转轴相连。

作为本实用新型的进一步改进：还包括一与控制组件相连的光电开关，用来检测转动工作平台的位置并进行原点定位。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的多腔体激光3D打印设备，将多个腔体布置于一转动工作平台上，利用转动工作平台按功能分设的预热工位、打印工位、自然冷却工位。通过转盘工作台更换腔体，把已预热好耗材的腔体组件送至打印工位进行打印，于此同时开始加热下一腔体组件；当打印工位的腔体组件打印成型完成，由转盘工作台移至自然冷却工位进行冷却，同时已预热腔体组件已经送至打印工位进行新工件的打印，待第一次打印工件的腔体组件自然冷却完成后，拿出打印工件并重新装料。如此循环工作，节约了工作时间，提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型组成的框架原理示意图。

图2是本实用新型在具体应用实例中的结构原理示意图。

图3是本实用新型在具体应用实例中腔体组件的组成框架原理示意图。