[发明专利]五轴联动激光烧结3D打印装置

说明书

本发明涉及五轴联动激光烧结3D打印装置，主要包括激光烧结装置和工作台装置两大部分。本发明提供了一种通过各轴之间的联动，使激光烧结装置垂直于待成型复杂平面或曲面，制造出复杂形状的零件尤其是使复杂曲面和斜面在逐层累加过程中避免台阶纹出现的装置，从而实现零件的高精度、高效率以及高质量的制造。本发明的有益效果是：1.本发明采用AC摇篮式双摆转台，使机床模块化程度较高，结构简单。2.本发明采用双力矩电机驱动，使回转工作台动态响应性好，精度高，反应灵敏。3.本发明的激光烧结装置可实现X、Y、Z三个轴的移动，工作台装置实现A、C两个轴的转动，两部分结合使该装置能实现复杂形状零件的高精度制造。

技术领域

本发明涉及五轴联动激光烧结3D打印装置，具体涉及五轴联动激光烧结3D打印装置的结构设计，属于增材制造领域。

背景技术

激光烧结3D打印技术通常可用于复杂结构的金属零件的制造，是集激光学、计算机学、机械设计、控制学及材料学等多学科知识于一体的新型材料成型工艺。

激光烧结3D打印技术可以通过逐层烧结，层层累加的方式制造出任意形状复杂的零件，但传统的激光烧结3D打印技术由于零件形状的不同和层厚，在曲面及斜面成型过程中会出现台阶纹的问题。并且传统的激光烧结装置中粉末流量、送粉角度、粉末汇聚性的差异和金属氧化问题等都影响着零件内部组织结构的性能。

鉴于上述问题，为了降低零件的表面粗糙度，改善内部组织结构的性能，提高精度，五轴联动激光烧结3D打印装置的发明是很有必要的。

发明内容

本发明涉及五轴联动激光烧结3D打印装置，主要包括激光烧结装置和工作台装置两大部分。本发明的目的是设计五轴联动激光烧结3D打印装置使激光烧结装置在工作台装置上制造的零件能实现五轴联动，主要用于增材制造领域。本发明提供了一种通过各轴之间的联动，使激光烧结装置垂直于待成型复杂平面或曲面，制造出任意复杂形状的零件尤其是使复杂曲面和斜面在逐层累加过程中避免台阶纹出现的装置，从而实现零件的高精度、高效率以及高质量的制造。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用AC摇篮式双摆转台，使机床模块化程度较高，结构简单。

2.本发明采用双力矩电机驱动，使回转工作台动态响应性好，精度高，反应灵敏。

3.本发明中采用光外孔式同轴送粉激光烧结装置，通过对六个锥形送粉孔及载气通道、内外双冷却系统、激光及保护气通道和激光喷嘴主体的设计，使激光与粉末不受待成型件复杂程度的影响在聚焦点处重合，得到质量较好的组织结构。

4.本发明的激光烧结装置可实现X、Y、Z三个轴的移动，工作台装置实现A、C两个轴的转动，两部分结合使该装置能实现复杂形状零件的高精度制造。

附图说明：

下面结合附图对本装置进一步说明。

附图1：五轴联动激光烧结3D打印装置整体结构主视示意图；

附图2：五轴联动激光烧结3D打印装置整体结构左视示意图；

附图3：五轴联动激光烧结3D打印装置整体结构仰视示意图；

附图4：五轴联动激光烧结3D打印装置激光烧结装置结构主剖视示意图；

附图5：五轴联动激光烧结3D打印装置激光烧结装置结构右剖视示意图；

图中：1-力矩电机1；2-U型台架；3-回转工作台；4-回转工作轴心；5-连接套；6-过渡套；7-激光喷嘴主体；8-工作台下板；9-力矩电机2；10-保护气体入口；11-内冷却套；12-粉末通道；13-外冷却套；14-入粉孔；15-法兰盘；16-内冷却套入水口；17-外冷却套出水口；18-外冷却套入水口；19-内冷却套出水口。