[发明专利]一种异质材料的激光选区熔化增材制造设备及方法

说明书

本发明公开了一种异质材料的激光选区熔化增材制造设备，包括成型室，激光器，扫描器，成型室升降平台，刮刀，送粉仓，回收仓，以及负压装置，同时，本发明还提供了一种异质刀具的激光选区熔化增材制造方法，其制造步骤包括，S1、建立刀具的三维实体模型和3D打印增材制造方案；S2、调整第一送粉仓的出粉口和第二送粉仓的出粉口的开闭，完成铺粉，逐层打印；S3、打开负压装置，将由第二送粉仓出粉口流出的多余粉末，回收到第二回收仓内；本发明通过对不同材料粉末交替铺粉，以及在铺粉前对不同材料未成型的多余粉末进行回收，从而提高加工刀具的精度和品质，同时，刀具由两种材料制造，兼具这两种材料的特性。

技术领域

本发明涉及三维打印设备技术领域，具体涉及一种异质材料激光选区熔化增材制造设备，同时还涉及一种异质刀具激光选区熔化增材制造方法。

背景技术

激光选区熔化由于所使用的粉末尺寸小，分层薄，因此具有很高的尺寸精度和表面质量，能够实现无余量加工。但是许多工程零部件采用单一材料难以胜任，需求双重性能双重效果，不同部位需求不同的性能，零部件不同部位使用不同的材料，即功能梯度材料。

为满足对功能梯度材料的制造，本领域技术人员设计了能够实现不同材料激光选区熔化的增材制造设备，此设备设置有两个粉仓，将两种不同的材料粉末分别放置于这两个粉仓中，但是现有设备在进行激光熔化成型功能梯度材料过程中，粉仓结构复杂、出粉过程繁琐，且不同材料粉末交替成型时，由于上一种材料未成型的粉末清理不干净，而导致与下一种成型材料的粉末混合，造成两种粉末混熔成型在刀具上，降低所制造刀具应有的梯度性能。

发明内容

为了克服现有设备中粉仓结构复杂、出粉过程繁琐，以及所制造刀具混熔成型，从而降低梯度性能的技术问题，为方便分离不同材质粉末、实现不同材料激光选区熔化快速成型，进而提供一种异质材料激光选区熔化增材制造设备，以及一种异质刀具激光选区熔化增材制造方法。

本发明所述的异质材料激光选区熔化增材制造设备，包括：成型室，激光器，扫描器，成型室升降平台，刮刀，送粉仓，回收仓，以及负压装置；激光器设置在成型室内部，用于产生激光束；扫描器设置在成型室内部，且位于激光器出光口的前方，扫描器按预设方案反射激光束，通过激光窗口将激光束送至成型区域，以进行激光熔覆；成型室升降平台设置在成型室下方，且与成型室连通，成型室升降平台上设置有基板；刮刀设置在刮刀架上，刮刀架通过滑道滑动连接至成型室的顶部；送粉仓的数量为两个，两个送粉仓固定设置于刮刀的左右两侧，且可随刮刀沿着滑道左右滑动；回收仓的数量为两个，两个回收仓设置于成型室两侧，回收仓通过管道与成型室连通，管道和回收仓形成粉末的回收通道，两个回收仓分别回收不同材料的粉末，以防止不同材料的粉末混合；负压装置使回收通道内产生负压，以回收粉末。

优选地，负压装置通过筛网与回收仓连通。

优选地，成型室两侧壁上分别设置有一可开合的吸附口，管道一端与成型室连通，另一端与回收仓连通。

优选地，还包括电机，用于驱动刮刀和送粉仓移动；负压装置为真空泵。

本发明还提供使用异质材料的激光选区熔化增材制造设备进行制造异质刀具的制造方法，其中，刀具包括两基层、中间夹层和刀刃，两基层分别固定连接在中间夹层的两侧，刀刃远离刀口的一端与中间夹层一端一体成型；

其具体制造步骤如下：

S1、建立刀具的三维实体模型，根据建立的三维模型制定3D打印增材制造方案；

S2、调整激光器和扫描器位置，关闭第一送粉仓的出粉口，打开第二送粉仓的出粉口，按照制定的3D打印增材制造方案在基板上铺粉，逐层打印，制造一侧基层；

S3、启动负压装置，将由第二送粉仓出粉口流出，且在刀具周围未成型的多余粉末，回收到第二回收仓内；