[发明专利]一种环形铺粉激光选区熔化成形装置

说明书

本发明公开了一种环形铺粉激光选区熔化成形装置，采用由内壁与外壁之间形成环形成型仓的环形结构，在环形成型缸体的环形成型仓内设有环形活塞，环形活塞连接于活塞电缸的活塞杆上，活塞电缸固定于环形成型缸体下端，环形成型缸体上设有送粉装置和设有能够在环形成型仓内环形滑动的刮刀，刮刀通过刮刀驱动装置驱动，实现环形成型仓内铺粉成型，利用环形成型缸体结构配合铺粉结构，无需在成型面中心区域铺粉，只需在环形打印面铺粉，大大减少了粉末用量，同时也减少了粉末污染。环形铺粉过程中，光路系统可以对已完成的铺粉区域进行扫描，边铺粉边打印，避免了传统铺粉铺一层打一层的低效运动，大大提高了打印效率。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种环形铺粉激光选区熔化成形装置。

背景技术

增材制造俗称3D打印，融合了计算机辅助设计和材料加工与成形技术。它以数字模型文件为基础，利用软件与数控系统将各种材料通过挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，最终制造出实体物品。相对于传统的对原材料进行切削和组装的加工模式，增材制造是一种“自下而上”材料累加的制造方法，使得受传统制造方式约束因而无法实现的复杂结构件的制造成为可能。3D打印是一种先进制造技术，它为材料和结构提供了一种新的制造方法，是传统制造技术体系的重要补充。尤其是短流程、适合复杂结构等特点，给材料和结构设计者提供了丰富的想象空间，使传统制造技术难于实现的结构变得易于实现。

SLM技术由于激光光斑直径、铺粉厚度和粉体粒径都非常小(通常在几十微米量级)，光纤激光器能量密度高，使得成形件尺寸精度高、表面质量优异，致密度近100％，通常无需或仅需简单的后期处理就能直接使用，属于真正意义上的“净成形”，此外，基于铺粉工艺的粉末床中易于构造支撑结构，因此，SLM技术特别适合具有悬空、复杂内腔和型面等中、小型复杂结构件的直接整体制造。

但是SLM技术对于一些环形零件，零件中心部位有着较大空腔。传统铺粉方式需要将整个成形腔均匀铺粉，大大增加了用粉量降低了铺粉效率，也增加了粉末浪费和回收成本。同时，传统铺粉方式需要将铺一层粉再打印一层，铺粉速度严重影响了打印效率，无法实现边铺粉边打印。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环形铺粉激光选区熔化成形装置，以克服现有技术的不足，在打印环形零件时大大减少一次打印所需的粉末用量，减少了粉末污染与筛粉成本。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环形铺粉激光选区熔化成形装置，包括环形成型缸体，环形成型缸体的内壁与外壁之间形成环形成型仓，环形成型缸体的环形成型仓内设有环形活塞，环形活塞连接于活塞电缸的活塞杆上，活塞电缸固定于环形成型缸体下端，环形成型缸体的环形成型仓内设有固定于环形活塞上端的成形基板，环形成型缸体上端固定有用于提供成形激光的光路系统，环形成型缸体上设有送粉装置和设有能够在环形成型仓内环形滑动的刮刀，刮刀通过刮刀驱动装置驱动，送粉装置内的粉料通过出粉口进入环形成型仓内。

进一步的，还包括用于固定安装环形成型缸体、光路系统、送粉装置和活塞电缸的机架，环形成型缸体固定于机架的中部，活塞电缸固定于机架的下端，活塞电缸上的环形活塞从底部伸入环形成型缸体的环形成型仓内，光路系统固定于机架的上端，光路系统的激光能够照射到环形成型缸体的环形成型仓内，送粉装置固定于机架上端一侧，送粉装置的出粉口位于环形成型仓上端。

进一步的，环形成型缸体的内壁和外壁均为双层结构，在外壁上端位于环形成型仓一侧开设吹气口，在外壁下端开设入气口，吹气口与入气口连通，在内壁层内形成气道；在内壁上端位于环形成型仓一侧开设集气口，在内壁下端开设收气口，集气口与收气口连通，在外壁层内形成气道。

进一步的，机架中间固定有工作台板，工作台板上开设有环形槽，环形成型缸体固定于工作台板下端，环形成型缸体的上端面与工作台板的下端面接触，环形成型缸体的环形成型仓上端口与工作台板上的环形槽连通。