一種金屬粉末激光燒結(jié)三維打印的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，其包括底部基座、可升降工作臺、鋪粉輥、供粉筒、門型支架、擠出噴頭、激光打印裝置，安置在底部基座上的液壓式可升降工作臺可沿X軸方向自由移動(dòng)，工作時(shí)可升降工作臺移動(dòng)到供粉筒一側(cè)的合適位置，鋪粉輥移動(dòng)并完成鋪粉工作后返回供粉筒，可升降工作臺返回初始位置。粘結(jié)劑為低熔點(diǎn)金屬粉末時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)讀取分層信息發(fā)出命令，激光打印裝置對粉末層進(jìn)行選擇性激光燒結(jié)；粘結(jié)劑為聚合物時(shí)，擠出噴頭按照每層的成型信息低速噴射液體粘結(jié)劑材料后進(jìn)行燒結(jié)，完成一層打印，層層疊加制造三維實(shí)體。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，能夠成型粘結(jié)劑為低熔點(diǎn)金屬粉末或聚合物的金屬零件，應(yīng)用范圍廣泛。
【專利說明】一種金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種打印機(jī)，具體是一種能夠打印金屬粉末的激光燒結(jié)三維打印機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS, Selective Laser Sintering)是一種快速成形技術(shù)，能夠直接制造任意幾何形狀的復(fù)雜金屬零件，具有其它常規(guī)制造技術(shù)不可替代的優(yōu)勢?，F(xiàn)有的金屬粉末激光燒結(jié)三維打印設(shè)備能夠完成部分金屬零件的加工，但卻存在著結(jié)構(gòu)不合理、成型件精度較低等問題。譬如，現(xiàn)有的三維打印機(jī)的鋪粉機(jī)構(gòu)一般為二缸或三缸，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；金屬粉末與粘結(jié)劑材料不能均勻混合導(dǎo)致成型件致密度較低；另外現(xiàn)有三維打印機(jī)工作臺根據(jù)切片信息運(yùn)動(dòng)路徑復(fù)雜，生產(chǎn)效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有的三維打印機(jī)在結(jié)構(gòu)和功能上的不足之處，本實(shí)用新型提供了一種能夠打印金屬粉末的激光燒結(jié)三維打印機(jī)，改進(jìn)了打印機(jī)工作結(jié)構(gòu)，提高了生產(chǎn)效率。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)解決方案是:一種金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)對金屬粉末材料的直接三維造型。
[0005]所述金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，可升降工作臺安置在底部基座下部的導(dǎo)軌上，與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接；門型支架固定在基座的上部，用作移動(dòng)導(dǎo)軌；鋪粉裝置設(shè)置在底部基座的右側(cè)，與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接；擠出噴頭固定安置在移動(dòng)支架導(dǎo)軌上，與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接，完成粘結(jié)劑噴射工作；激光打印裝置設(shè)置于門型支架上方，與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接。可升降工作臺讀取計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)指令，在底部基座下部的橫梁上可沿X軸移動(dòng)，由液壓油缸驅(qū)動(dòng)可沿Z軸移動(dòng)。
[0006]所述金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，工作時(shí)可升降工作臺移動(dòng)到供粉筒一側(cè)的合適位置，鋪粉輥移動(dòng)并完成鋪粉，返回供粉筒完成粉末層平整工作，可升降工作臺返回初始位置，使鋪粉過程更加平穩(wěn)高效。
[0007]所述金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，擠出噴頭裝置包括上部筒形料斗和下部錐形加熱器，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制，聚合物粘結(jié)劑通過料斗進(jìn)入加熱器加熱融化，由螺桿式擠出機(jī)構(gòu)將其均勻的低速噴射在粉末層指定區(qū)域，然后進(jìn)行選擇性激光燒結(jié)，完成一層打印工作，粘結(jié)劑材料與金屬粉末能較均勻混合，成型件致密度較高。
[0008]所述金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，擠出噴頭裝置和激光打印裝置是獨(dú)立的，擠出噴頭裝置可實(shí)現(xiàn)粘結(jié)劑為聚合物的金屬粉末的三維打印，激光打印裝置可實(shí)現(xiàn)粘結(jié)劑為低熔點(diǎn)金屬粉末的復(fù)合粉末選擇性激光燒結(jié)，一個(gè)打印周期內(nèi)，只有一套裝置進(jìn)行工作。
[0009]所述金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，外殼為箱體結(jié)構(gòu)，正面有觀察窗可實(shí)時(shí)觀看成型過程，可手動(dòng)打開；底部基座為箱體結(jié)構(gòu)，托盤可放入其中，用于回收鋪粉時(shí)散落的金屬粉末；底部有支撐輪。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是，采用單缸工作鋪粉機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)平整鋪粉，可升降工作臺讀取計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)指令運(yùn)動(dòng)，鋪粉裝置完成鋪粉和粉末層平整，使鋪粉過程更加快速高效，提高了成型件致密度和打印效率，擠出噴頭裝置和激光打印裝置可以獨(dú)立工作，觀察窗可實(shí)時(shí)監(jiān)測成型過程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)主體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)殼體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和工作過程進(jìn)行描述，所舉實(shí)例僅是用來解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍。
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)主體由底部基座1、門型支架2、可升降工作臺3、鋪粉油缸4、供粉筒5、鋪粉輥6、擠出噴頭裝置7 (包括錐形加熱器8和料斗9)和激光打印裝置10 (包括激光器11、光路系統(tǒng)12和振鏡系統(tǒng)13)組成，其中可升降工作臺3安置在底部基座I下部的移動(dòng)導(dǎo)軌上可沿X軸移動(dòng)，由液壓油缸驅(qū)動(dòng)可沿Z軸移動(dòng)，供粉筒5安置在可升降工作臺3右側(cè)，由供粉油缸4驅(qū)動(dòng)，供粉筒5上方設(shè)置有與其平面相切的鋪粉輥6，鋪粉時(shí)可升降工作臺3與供粉筒5上部處于同一平面，鋪粉輥6可在此平面內(nèi)往復(fù)滾動(dòng)，門型支架2固定在底部基座I上，可升降工作臺3上方設(shè)置有擠出噴頭裝置7，安置在門型支架3導(dǎo)軌上，可實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動(dòng)，激光打印裝置10安置在門型支架2上方，可對金屬粉末層進(jìn)行選擇性激光燒結(jié)。
[0015]如圖2所不,一種金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)殼體14,包括底部基座托盤15可取出，用于回收鋪粉時(shí)散落的金屬粉末，殼體正面設(shè)置有一個(gè)觀察窗16，可手動(dòng)打開，殼體底部設(shè)置有支撐輪17，可自由移動(dòng)也可固定。
[0016]其具體工作流程是:工作時(shí)，可升降工作臺3讀取計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)指令，移動(dòng)到供粉筒5 —側(cè)的鋪粉位置，同時(shí)，供粉筒5由供粉油缸4驅(qū)動(dòng)上升至與可升降工作臺3同一平面，鋪粉輥6水平運(yùn)動(dòng)進(jìn)行鋪粉，返程完成粉末層平整工作，可升降工作臺3移動(dòng)到初始位置。粘結(jié)劑為低熔點(diǎn)金屬粉末時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)讀取分層信息發(fā)出指令，激光打印裝置10讀取指令對粉末層進(jìn)行選擇性激光燒結(jié)，完成一層燒結(jié)工作；粘結(jié)劑為聚合物時(shí)，擠出噴頭按照每層的成型信息運(yùn)動(dòng)并低速噴射液體粘結(jié)劑材料，聚合物粘結(jié)劑通過料斗8進(jìn)入錐形加熱器9加熱融化，由擠出噴頭裝置7的螺桿式擠出機(jī)構(gòu)按照每層的成型信息將其低速噴射在粉末層指定區(qū)域，然后進(jìn)行選擇性激光燒結(jié)，完成一層打印工作。激光打印裝置10或擠出噴頭裝置7完成一層打印后，供粉筒5上升一層高度，可升降工作臺3下降一層高度并移動(dòng)到鋪粉位置，鋪粉輥6運(yùn)動(dòng)完成鋪粉和粉末層平整，準(zhǔn)備下一層燒結(jié)，如此層層疊加，最后完成制件的三維打印。
[0017]本實(shí)用新型中未涉及的技術(shù)內(nèi)容可采用或借鑒現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，其特征在于:包括底部基座、可升降工作臺、門型支架、鋪粉裝置、擠出噴頭裝置、激光打印裝置、外殼；可升降工作臺安置在底部基座下部的導(dǎo)軌上，與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接；門型支架固定在基座的上部，用作移動(dòng)導(dǎo)軌；鋪粉裝置設(shè)置在底部基座的右側(cè)，與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接；擠出噴頭固定安置在移動(dòng)支架導(dǎo)軌上，與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接，完成粘結(jié)劑噴射工作；激光打印裝置設(shè)置于門型支架上方，與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，其特征在于:所述可升降工作臺讀取計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)指令可沿門型支架移動(dòng)導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)X軸移動(dòng)，由液壓油缸驅(qū)動(dòng)可沿Z軸移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，其特征在于:所述擠出噴頭裝置和激光打印裝置是獨(dú)立的，擠出噴頭裝置可實(shí)現(xiàn)粘結(jié)劑為聚合物的金屬粉末的三維打印，激光打印裝置可實(shí)現(xiàn)粘結(jié)劑為低熔點(diǎn)金屬粉末的復(fù)合粉末選擇性激光燒結(jié)，一個(gè)打印周期內(nèi)，只有一套裝置進(jìn)行工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬粉末激光燒結(jié)三維打印機(jī)，其特征在于:所述外殼為箱體結(jié)構(gòu)，正面有觀察窗可實(shí)時(shí)觀看成型過程，可手動(dòng)打開；底部基座為箱體結(jié)構(gòu)，托盤可放入其中，用于回收鋪粉時(shí)散落的金屬粉末；底部有支撐輪。
【文檔編號】B22F3/115GK204018721SQ201420377082
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】鐘佩思, 劉坤, 孫雪顏, 梁中源, 李桂莉, 呂曉東, 吝偉偉 申請人:山東科技大學(xué)