[实用新型]一种新型3D激光打印设备

说明书

技术领域

本实用新型属于激光打印领域，尤其是涉及一种新型3D激光打印设备。

背景技术

3D打印也叫快速成形技术又称快速原型制造(RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现段。即，快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过快速成型机，将一层层的材料堆积成实体原型。

选择性激光烧结机技术(SelectiveLaserSintering，SLS)作为快速原型技术的常用工艺，是利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，在计算机控制下层层堆积成型。与其他快速成型工艺相比，其最大的独特性是能够直接制作金属制品，而且其工艺比较简单、精度高、无需支撑结构、材料利用率高。

专利号为CN201310288137.7的中国专利公开了一种金属零件的3D打印制造装置和方法，包括激光系统、铺粉系统、气氛保护系统、加热系统和计算机控制系统，一次铺粉结束之后，通过激光系统对在成型区域的粉末进行烧结，依此往复。该打印制造装置及方法能直接加工制造出任意结构金属零件，但也存在着打印速度慢，效率不高的缺点。

实用新型内容

针对现有3D激光打印制造技术中存在的打印速度慢、效率不高的不足，本实用新型提供了一种新型3D激光打印设备，旨在提高打印的速度和效率，同时克服喷粉有可能造成的粉末不均匀的缺点，实现直接加工制造出任意结构的金属零件。

本实用新型是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种新型3D激光打印设备，包括至少一组粉末喷射组件、工作腔、激光发生器、激光喷头、滚轴组件、粉末收集桶、粉末台、活塞和计算机控制系统；

所述粉末喷射组件包括依次连接的粉末供给桶、粉末管道和粉末喷头组件；所述粉末供给桶和激光发生器均设置于工作腔的上部；所述工作腔的下部设有粉末收集桶和粉末台；所述粉末喷头组件直接对应粉末台；所述粉末台上方设有与激光发生器连接的激光喷头；所述粉末台下方连接活塞；所述滚轴组件设置于工作腔内部，所述滚轴组件包括滚轴A、滚轴B、滚轴C、滚轴D和导轨；所述导轨为无底面的正方形导轨；所述导轨的两端连接工作腔的底面；所述滚轴A、滚轴B、滚轴C和滚轴D分别位于导轨的四个顶点；所述粉末喷射组件、滚轴组件和活塞各自连接有步进电机和步进电机驱动器；所述计算机控制系统包括计算机，所述计算机通过数据线连接各个步进电机驱动器的控制卡和激光发生器的控制卡。

进一步的，所述粉末喷射组件为两组，对称分布于激光发生器两侧。

进一步的，所述粉末喷头组件包括依次连接的连接座、转盘和至少五个粉末喷头；所述粉末喷头对应粉末台。

进一步的，所述粉末喷头为五个，其中一个位于转盘中心处，剩余四个关于转盘的中心处呈对称布置。

进一步的，所述粉末喷头和转盘之间的夹角为90°；所述粉末管道与水平方向夹角为45°。

进一步的，所述粉末喷头和转盘之间为螺栓连接。

进一步的，所述粉末供给桶中的粉末为铸铁粉末，所述粉末的粒径范围在0.02-0.08mm。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所述的新型3D激光打印设备，在工作腔中设置由四个滚轴和一个无底面正方形导轨组成的滚轴组件，避免了传统工艺中滚轴碾压结束后需要重新回到起始位置再进行下次碾压的不足，使四根滚轴循环工作碾压，大大提高了激光打印的效率和速度的同时也保证了铺粉的均匀性；通过将粉末喷射组件直接对应于粉末台喷射，即定位喷粉，而不是对于整个底面铺粉，降低成本的同时进一步提高了3D激光打印的效率；采用计算机控制系统控制各个步进电机驱动器的控制卡和激光发生器的控制卡，实现整个设备的自动化控制。

附图说明

图1为本实用新型所述3D激光打印设备的结构示意图。

图2为本实用新型所述粉末喷头组件的结构示意图。

附图标记说明如下：

1-粉末喷射组件，2-工作腔，3-激光发生器，4-激光喷头，5-滚轴组件，6-粉末收集桶，7-粉末台，8-活塞，9-粉末喷头组件，101-粉末供给桶，102-粉末管道，501-滚轴A，502-滚轴B，503-滚轴C，504-滚轴D，505-导轨，901-转盘，902-粉末喷头。