[发明专利]一种粉床增材制造单层多材料的面铺层系统

说明书

技术领域

本发明涉及粉床增材制造领域，特别涉及一种粉床增材制造单层多材料的面铺层系统。

背景技术

粉床增材制造技术是利用待成形粉末经过层层铺粉后，再经过粘结、烧结或熔化后凝固而成形的一种先进增材制造技术，可以实现形状复杂尤其是具有复杂内腔结构的精密定制化零件的制造。

相较于单一材料的增材制造技术，多材料尤其是单层多材料增材制造技术可以成形具有复杂材料属性和几何属性的零件，进而达到高效的提高产品性能的目的。然而，现有的基于粉床增材制造技术的快速成形机通常均以单材料产品为出发点设计制造的，难以满足工业产品日益增加的复杂性要求和市场所需的柔性和高效性要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种粉床增材制造单层多材料的面铺层系统，实现高效的成形具有复杂材料属性和几何属性的多维度多材料零件，同时达到均匀致密铺粉并对每层粉末进行预热的效果，实现铺粉过程快速高效。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种粉床增材制造单层多材料的面铺层系统，包括成形工作台面1，成形工作台面1下方中部设有一个成形缸2，成形缸2的两侧设有第一供粉缸3-1和第二供粉缸3-2，成形工作台面1上方两侧分别通过连接板4和桁架机构5固定连接，桁架机构5上配置有第一滑轨8-1和第二滑轨8-2，第一滑轨8-1和第二滑轨8-2在垂直方向上平行布置，第一滑轨8-1和第一滑块11-1配合，第一滑块11-1上连接有第一导杆12-1，第一导杆12-1底端连接有第一压粉板9；第二滑轨8-2和第二滑块11-2配合，第二滑块11-2上连接有第二导杆12-2，第二导杆12-2底端连接有第二压粉板10，第一压粉板9由连接在第一滑轨8-1一侧端部的第一步进电机7-1控制其进行左右移动，第二压粉板10由连接在第二滑轨8-2另一侧端部的第二步进电机7-2控制其进行左右移动，第一压粉板9和第一控制系统13连接，第二压粉板10和第二控制系统14连接。

所述的一种粉床增材制造单层多材料的面铺层系统的快速成形方法,包括以下步骤：

步骤一：将待打印零件的分层切片信息导出，对每一层的信息进行识别，其中包含待吸附粉末材料A的信息存入第一控制系统13中，包含待吸附粉末材料B的信息存入第二控制系统14中；

步骤二：将待吸附粉末材料A放置在第一供粉缸3-1内，将待吸附粉末材料B放置在第二供粉缸3-2内，第一压粉板9和第二压粉板10分别给予吸引力；

步骤三：通过第一控制系统13和第二控制系统14分别使第一压粉板9和第二压粉板10的下底面带有待打印零件的第n层切片信息，其中第一压粉板9下底面按照第n层信息中包含有待吸附粉末材料A的填充形状形成同等形状区域的吸引力，第二压粉板10下底面按照第n层信息中包含有待吸附粉末材料B的填充形状形成同等形状区域的吸引力；

步骤四：利用第一滑块11-1和第一导杆12-1将第一压粉板9向上移动，而后通过第一步进电机7-1和第一滑轨8-1移动第一压粉板9至第一供粉缸3-1的上方，吸附一层待吸附粉末材料A，然后移动第一压粉板9至成形缸2的成形面，向下压实粉末，断开第一压粉板9的吸引力，并移动第一压粉板9至起始位置；

步骤五：利用第二滑块11-2和第二导杆12-2将第二压粉板10向上移动，而后通过第二步进电机7-2和第二滑轨8-2移动第二压粉板10至第二供粉缸3-2的上方，吸附一层待吸附粉末材料B，然后移动第二压粉板10至成形缸2的成形面，向下压实粉末，断开第二压粉板11的吸引力，并移动第二压粉板10至起始位置；

步骤六：利用热源对成形缸2的成形面上铺设压实好的一层粉末进行扫描熔化成形；

步骤七：成形缸2向下移动一定层厚的距离，第一供粉缸3-1和第二供粉缸3-2分别向上移动一个层厚的距离；

步骤八：通过第一控制系统13、第二控制系统14分别使第一压粉板9、第二压粉板10的下底面带有待打印零件的第n+1层切片信息，其中第一压粉板9下底面按照第n+1层信息中包含有待吸附粉末材料A的填充形状形成同等形状区域的吸引力，第二压粉板10下底面按照第n+1层信息中包含有待吸附粉末材料B的填充形状形成同等形状区域的吸引力；

步骤九：重复上述步骤四到步骤八，逐层循环往复，最终成形出整个零件。

所述的一种粉床增材制造单层多材料的面铺层系统的快速成形方法在惰性气体环境下或真空环境下进行。

所述的步骤二中待吸附粉末是带静电粉末或带磁性粉末。