[实用新型]一种单缸式桌面型激光选区熔化成型设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及3D金属打印设备领域，尤其涉及的是一种单缸式桌面型激光选区熔化成型设备。

背景技术

激光选区熔化(SelectiveLaserMelting，SLM)技术亦称“金属3D打印技术”，是增材制造的前沿技术，利用直径30～50微米的聚焦激光束，把金属或合金粉末选区逐层熔化，堆积成一个冶金结合、组织致密的实体，从而获得几乎任意形状、具有完全冶金结合的金属功能零件。

SLM设备主要由激光器、光路系统、密封成形室、机械传动系统、控制系统等几个部分组成。其工艺流程如下：首先将三维CAD模型进行切片离散及扫描路径规划，得到可控制激光束扫描的切片轮廓信息；其次，计算机逐层调入切片轮廓信息，通过扫描振镜，控制激光束选择性地逐线搭接扫描粉层上选定区域，形成面轮廓，未被激光照射区域的粉末仍呈松散状。一层加工完成后，粉料缸上升微米，成形缸降低切片层厚的高度，铺粉刷将粉末从粉料缸刮到成形平台上，激光将新铺的粉末熔化，与上一层融为一体。重复上述过程，直至成形过程完成，得到与三维实体模型相同的三维金属零件。

贵重金属直接成型的一个重要制约因素是材料昂贵，一般尺寸较小，目前市场上现有的SLM设备一般尺寸都在100×100mm以上，对于精细贵重金属而言并不适合。而且现有设备在粉末回收、清理方面没有较多地考虑粉末的浪费问题，这会对贵重金属造成严重的浪费，大大地增加生产成本。而且，现有SLM设备为了满足可以制造大体积的零件，成型平台必须做得足够大，必须采用大功率的成型气缸作为动力，不仅使得设备的整体体积大，重量重(现有SLM设备的重量普遍在1吨以上)，而且使得设备的造价昂贵，一般用户无法承受，严重制约了金属3D打印技术的发展。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单缸式桌面型激光选区熔化成型设备，旨在解决现有的SLM设备一般尺寸不适合精细贵重金属，设备造价昂贵，而且结构设计上没有考虑对贵重金属粉末的回收、清理，造成材料浪费，增加生产成本的问题.

本实用新型的技术方案如下：

一种单缸式桌面型激光选区熔化成型设备，其中，包括成型平台、移动平台、激光器、光学传输装置、成型基板、盛粉装置、铺粉装置、取粉装置、防护罩和控制系统；所述成型平台固定设置在封闭的成型室腔体内，成型平台上设置有贯穿整个成型平台的通孔；移动平台设置在成型平台上，并沿成型平台直线移动，移动平台上设置有贯穿整个移动平台的基台通孔；所述盛粉装置设置在移动平台的外侧，铺粉装置设置在盛粉装置上，置于盛粉装置和移动平台之间；

所述取粉装置包括基台和取粉筒，基台包括固定部和紧固部，固定部上设置螺孔，紧固部上设置有螺纹通孔，连接螺栓依次穿入螺纹通孔和螺孔内使紧固部和固定部连接在一起；基台上设置有贯穿整个基台的取粉筒通孔，取粉筒为两端开放的筒状结构，取粉筒的内直径大于成型基板的直径，防护罩的结构与取粉筒的结构一致，防护罩或取粉筒放置在取粉筒通孔内，通过旋拧连接螺栓以调整防护罩或取粉筒与基台之间的松紧；基台卡在基台通孔内，随移动平台沿成型平台直线移动；通过移动平台在成型平台上直线移动，使取粉筒通孔轴线与通孔轴线在同一直线上或取粉筒通孔轴线与通孔轴线不在同一直线上；

所述移动平台和成型基板分别都与动力装置连接，激光器、盛粉装置、光学传输装置和动力装置分别都与控制系统连接。

所述的单缸式桌面型激光选区熔化成型设备，其中，其中带动成型基板上下升降的动力装置包括成型缸、连杆和升降伺服电机，所述成型缸的一端开放，另一端设置有连杆孔；连杆一端与升降伺服电机连接，另一端穿过连杆孔与成型基板连接；成型缸的开放端固定在成型平台的通孔内，开放端端面与成型平台上端面平齐；成型缸的缸体内直径与防护罩或取粉筒的内直径大小一致；所述升降伺服电机与控制系统连接。

所述的单缸式桌面型激光选区熔化成型设备，其中，所述成型基板和连杆之间设置有电磁紧固装置，所述电磁紧固装置与控制系统连接。

所述的单缸式桌面型激光选区熔化成型设备，其中，所述成型缸上设置有对在铺粉过程中飞溅的金属粉末进行收集的集粉槽，集粉槽位于成型缸的开放端端面。

所述的单缸式桌面型激光选区熔化成型设备，其中，其中带动移动平台沿成型平台直线移动的动力装置包括移动伺服电机和滚柱丝杆，滚柱丝杆一端与移动伺服电机连接，另一端与移动平台连接，成型室的两相对侧壁上设置有导轨，移动平台卡在导轨上，由导轨支撑，移动伺服电机与控制系统连接。