[发明专利]一种增材制造方法

说明书

本发明公开了一种增材制造方法，其基于一种模块化互换式SLM成形装置及其主控系统，该装置包括独立模块化设计的升降系统、送粉铺粉系统，该方法包括：主控系统响应于表示启动当前成形任务的请求，检测SLM成形装置中升降系统和送粉铺粉系统是否已连接且安装到位，若是，生成并发送控制指令给所述SLM成形装置，以控制执行当前成形任务；若未连接或未安装到位，提示装置未准备好；主控系统响应于表示完成当前成形任务的反馈信号，向用户反馈表示更换升降系统的提示信息；主控系统响应于表示升降系统已更换好升降系统的反馈信号，生成表示准备执行下一成形任务的控制指令，并发送给SLM成形装置，以使其初始化，从而准备执行下一成形任务。

优先权申请

本申请要求2022年9月19提交的中国发明专利申请【CN202211136413.3】“【一种模块化互换式SLM成形装置】”，以及2022年9月19日提交的中国发明专利申请【CN202211136832.7】“【一种增材制造方法】”的优先权，两项优先权发明专利申请以引用方式全文并入。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，尤其涉及一种基于模块化的、可互换的 SLM成形装置的增材制造方法。

背景技术

选择性激光熔化(SLM)技术是增材制造技术中应用比较广泛且可靠一个项目，该技术通过精细的激光聚焦光斑熔化预置的粉末材料再通过类似打印的形式制造产品，其产品的致密度接近100％，其产品性能与传统锻件相当。

现有的SLM成形设备一般是一体化的，成形腔体、升降系统、铺粉系统、光学系统以及观测系统等都集成在一起，在成形工作完成后，需要将工件从成形腔体中取出，然后对升降系统进行清粉、更换工作基板等工作。上述工序较为繁琐，需要耗费大量的时间，而在此时间段内，整个成形设备均为闲置状态，使得设备使用效率降低，在需要打印多个工件的时候也让整个成形工作的效率降低。另外，在工件成形的过程中，铺粉系统也是经常出故障的模块。对于铺粉系统的修复同样需要耗费大量时间。

中国专利CN214214760U公开了了一种面向差异化增材制造设备需求的模块化框架结构，包括设备外壳和底部的若干地脚，所述设备外壳底部开口端与底盘上平面相连，所述设备外壳内部设置激光仓，所述激光仓下平面连接粉末仓，所述粉末仓下平面连接主框架，所述主框架内部设置升降模组，外架壁与底脚托架内壁连接，所述设备外壳、激光仓和底盘为固定装置，所述底部托架、粉末仓、主框架和升降模组可选配更改。

尽管上述专利中升降模组、粉末仓可以选配更换，但其目的主要在于通过不同粉末仓、升降模组等的组合以适应不同规格工件的成形工作。因此其替换过程同样较为繁琐，适用于批量工件成形后的替换，如果每个工件成形后都去替换其耗费的时间与清粉等工作相比有过之而无不及。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化互换式SLM成形装置，能够快速更换送粉铺粉系统和升降系统，以及基于该成形装置的增材制造方法。

为了解决上述所提到的技术问题，本发明具体采用以下技术方案：一种模块化互换式SLM成形装置，包括用于激发并控制激光束的光学系统、用于承载工件进行成形的升降系统、用于将料粉输送至升降系统并将料粉平铺在升降系统上的送粉铺粉系统以及用于便于观察成形过程的观测系统，还包括腔体，所述光学系统设置在腔体顶部并且其激发的激光束竖直向下，并控制激光束照射在升降系统中成形基板上成形区域内，且焦点在成形平面上；所述观测系统安装在腔体内部；所述腔体侧壁上开有通达其内腔的安装口I和安装口II，所述升降系统和送粉铺粉系统分别通过安装口I和安装口II安装入腔体内腔或者从腔体内腔中拆卸出。

本发明的原理在于将送粉铺粉系统、升降系统进行独立的模块化设计，并通过抽拉的安装拆卸方式进行快速的安装拆卸。在工件成形后可快速更换清理后的升降系统后者在送粉铺粉系统出现故障时进行快速更换。