[发明专利]一种激光或电子束选区熔化分区铺粉装置及其方法

说明书

本发明涉及一种激光或电子束选区熔化分区铺粉装置及其使用方法，该装置包括成形舱、升降丝杠、螺栓孔、升降平台中心底座、选区熔化漏粉盒和刮刀、固定基板、粉缸和粉缸金属盖板；其中成形舱为嵌套式多尺寸成形舱，成形舱由可拆卸的基板和嵌套式围桶组装而成，基板和围桶的尺寸多样化，成形舱的尺寸根据成形零件尺寸需求进行选择，实现了成形舱粉末填充量随零件尺寸改变而改变，降低了成形过程中支撑填充粉末的需求和成形时间，提高了粉末利用率和成形效率。

技术领域

本发明涉及一种激光或电子束选区熔化分区铺粉装置及其使用方法，属于激光或电子束增材制造技术领域。

背景技术

激光或电子束选区熔化技术是一种将三维数模分层切片并生成扫描轨迹，粉末通过刮刀机械铺陈至固定尺寸的成形平台上，以激光或电子束为热源，激光通过振镜沿着轨迹扫描熔化/烧结粉末，电子束通过偏转线圈沿轨迹扫描熔化/烧结粉末，而后粉末床降低一层高度后铺陈一层新的粉末，重复以上过程材料逐层堆积的净成形工艺。成形过程粉末需要将成形舱深度范围内的全部空间填充满。为了防止金属熔化凝固过程中的氧化和氢脆，成形系统通常在惰性气体环境中，通过惰性气体循环和烟尘过滤系统将成形腔保持为纯净的惰性气氛。可使用的粉末材料包括金属、陶瓷和高分子，使用的粉末材料中值粒径是30-40μm，粉末层厚是20-100μm。

目前对于同一激光或电子束选区熔化设备的粉末成形舱属于固定尺寸，无法随着成形零件的尺寸改变而改变。成形零件的尺寸远小于成形舱固定尺寸时，成形过程中依然需要将成形舱深度范围内的空间全部填充粉末才能进行成形，成形所需粉末和铺粉面积不能随着零件尺寸的变化而改变，粉末使用效率和成形效率较低。

发明内容

针对激光或电子束选区熔化/烧结工艺，本发明提出改变成形舱结构，实现成形舱粉末填充量随零件尺寸改变而改变，以降低成形过程中支撑填充粉末的需求和成形时间，提高粉末利用率。本发明提供了一种激光或电子束选区熔化分区铺粉装置及其使用方法，该装置为内嵌式,其基于激光或电子束选区熔化技术将固定尺寸成形舱改变为内嵌式多尺寸成形舱，在成形过程中，避免固定尺寸成形舱粉末填充量不能随零件尺寸改变而改变。内嵌式多尺寸成形舱可以根据成形零件尺寸需求选用略大于零件尺寸的成形舱，提高粉末利用率，降低成形过程中支撑填充粉末的需求和成形时间，实现激光或电子束选区熔化设备上同一铺粉装置对应多个尺寸成形舱。

为了实现本发明，本发明采用了如下技术方案：

一种激光或电子束选区熔化分区铺粉装置，该装置包括成形舱、升降丝杠、升降平台中心底座、选区熔化漏粉盒和刮刀、固定基板、粉缸和粉缸金属盖板；

所述成形舱安装在激光或电子束选区熔化设备内，为嵌套式多尺寸成形舱，成形舱由可拆卸的基板和嵌套式围桶组装而成，可拆卸的基板和嵌套式围桶的尺寸多样化，成形舱的可拆卸的基板和嵌套式围桶的尺寸根据成形零件尺寸需求进行选择；

成形舱的可拆卸基板固定在升降丝杠上方的升降平台的中心底座上，升降平台中心底座的升降靠丝杠转动来实现，可拆卸的基板能在升降丝杠的作用下沿着嵌套式围桶壁上下移动；嵌套式围桶固定在固定基板上；选区熔化漏粉盒和刮刀位于围桶顶部，水平移动将粉末从粉盒中漏出而后铺陈在可拆卸的基板上。

在一个优选的技术方案中，所述可拆卸的基板和嵌套式围桶为圆形或方形。

在一个优选的技术方案中，所述可拆卸的基板四周包含密封条，防止粉末漏出。

本发明还提供了一种上述装置进行激光或电子束选区熔化分区铺粉的方法，包括如下步骤：

(1)根据成形零件尺寸选用合适尺寸的可拆卸基板与合适尺寸的嵌套式围桶组成的成形舱；

(2)检查选区熔化设备水、电、气是否已经连接，确定各线路连接完好；