[实用新型]一种粉床电子束增材制造设备

说明书

本实用新型公开了一种粉床电子束增材制造设备，包括成形腔室，其顶部设有电子枪，其内部设有铺粉平台、固定隔热框和成形围框，成形围框内部设有托板，托板上设有成形底板，成形围框的四个侧面上以及托板下方均设置有第一保温结构；第一保温结构包括保温板，保温板设置在成形围框的侧面外侧或者托板下方，保温板分别与成形围框的侧面或者与托板形成的间隙中还设置有第一保温材料。本实用新型极大程度地降低了成形围框内的高热量通过热传导、热对流和热辐射等方式向低温区域传热，保持住了成形围框内的高温环境，有效消除了产生的吹粉、层间粘结不牢靠以及需要进行后保温工艺等缺陷。

技术领域

本实用新型涉及粉床电子束增材制造设备技术领域，尤其涉及一种粉床电子束增材制造设备。

背景技术

粉床电子束增材制造设备是目前3D金属打印领域中的主流设备之一，可将钛、钨、钼、钽、铌等高熔点的难熔金属及合金打印成金属零件。现有的粉床电子束增材制造设备包括成形腔室，其顶部设有电子枪，其内部设有铺粉平台，铺粉平台下方设有成形围框。成形围框内部有一块能够上下运动的托板，托板上安装有成形底板。铺粉平台上还设有送粉组件，将待打印的金属粉末通过刮刀组件平铺在该成形底板上。铺粉平台和电子枪之间还设有隔热框。

零件打印过程中，电子束产生的热量主要集中在刚熔化的粉末层附近，然后向上扩散至隔热框，从托板到隔热框的顶部为高温区域。然而，由于成形围框、隔热框、铺粉平台、成形腔室等均由不锈钢材料制作，导热系数较大，且隔热框与铺粉平台之间存在刮刀通过的间隙，故高温区域的热量会通过热传导、热辐射、热对流等方式传递到成形围框和隔热框外部的低温区域。

高温区域热量的快速散失会导致上一层刚熔化的金属粉末的表面温度快速降低，在通过电子束对下一层的金属粉末进行扫描时，极易出现由于上一层熔化的金属粉末和下一层即将熔化的金属粉末间的温差过大而导致下一层金属粉末在预热或者熔化时出现吹粉现象。即使有的情况下温差不太大，不会产生吹粉现象或者吹粉现象不明显，也会导致出现温差的层间粘结不牢靠的缺陷，严重影响成形零件的综合力学性能。此外，为进行温度补偿，金属粉末熔化完成后还需要进行后保温工艺，严重影响设备的打印效率。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种粉床电子束增材制造设备，以解决现有技术中粉床电子束增材制造设备在打印过程中由于高温区域热量的快速散失，而出现的吹粉现象、成形零件层间粘结不牢靠、影响打印效率等问题。

本实用新型实施例提供一种粉床电子束增材制造设备，包括成形腔室，其顶部设有电子枪，其内部设有铺粉平台，所述铺粉平台和所述电子枪之间设有固定隔热框；所述铺粉平台下方设有成形围框，所述成形围框内部设有托板，所述托板上设有成形底板，所述成形围框的四个侧面上以及所述托板下方均设置有第一保温结构；

所述第一保温结构包括保温板，所述保温板设置在所述成形围框的侧面外侧或者所述托板下方，所述保温板分别与所述成形围框的侧面或者与所述托板形成的间隙中还设置有第一保温材料。

作为本实用新型的优选方式，所述保温板为平面结构；或者，所述保温板为具有多个凸起的非平面结构。

作为本实用新型的优选方式，所述凸起为棱状凸起，所述凸起的侧面为梯形、矩形或圆弧形。

作为本实用新型的优选方式，所述保温板的两侧分别涂刷有保温隔热涂层。

作为本实用新型的优选方式，所述托板和所述成形底板之间设置有第一隔热片。

作为本实用新型的优选方式，所述固定隔热框的四个侧面和顶面上均设置有第二保温结构；