本實(shí)用新型屬于增材制造領(lǐng)域，特別是涉及一種基于掃描振鏡利用激光將粉末逐層熔化/融化堆積成成型的激光3D打印設(shè)備。

背景技術(shù)：

激光3D打印作為一種增材制造技術(shù)，具有較高的打印精度和打印速度，材料適用范圍廣，適用于多種金屬或非金屬材料的加工成型。激光3D打印是一種利用CAD生成的三維實(shí)體模型直接生產(chǎn)零件的技術(shù)，其主要原理就是采用紅外激光器作能源，使用的造型材料多為粉末材料，加工時(shí)，首先將粉末預(yù)熱到稍低于其熔點(diǎn)的溫度，然后在刮平棍子的作用下將粉末鋪平；激光束在計(jì)算機(jī)控制下根據(jù)分層截面信息進(jìn)行有選擇地?zé)Y(jié)，一層完成后再進(jìn)行下一層燒結(jié)，全部燒結(jié)完后去掉多余的粉末，則就可以得到燒結(jié)好的零件。

為了確保成型精度，減少或消除因?yàn)榉勰┘庸で昂鬁夭钸^大造成的熱應(yīng)力，在激光掃描將粉末熔化的前后，需要將粉末預(yù)熱到較為接近其熔融溫度。因此，成型工作腔內(nèi)的溫度較高，熱膨脹對激光3D打印設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件如鋪粉裝置造成不利影響，降低運(yùn)動(dòng)精度。為降低這種不利影響，就需要盡可能使控制運(yùn)動(dòng)精度的部件遠(yuǎn)離溫度影響區(qū)。

同時(shí)，為了避免融化狀態(tài)下的金屬粉末氧化變形，故加工過程中需要惰性氣體保護(hù)，為了實(shí)現(xiàn)這樣的惰性氣體環(huán)境，通常的做法是先利用真空泵將氣氛保護(hù)室抽真空，然后再往里面充惰性保護(hù)氣體，如此反復(fù)抽真空，充惰性保護(hù)氣體幾次后可以得到較為純凈的惰性氣體環(huán)境。

現(xiàn)有技術(shù)中的成型倉存在以下幾個(gè)問題：

1、目前，用于激光3D打印的成型倉的內(nèi)部工位為單個(gè)，其工位尺寸的大小限制了成型零件尺寸的范圍，導(dǎo)致激光發(fā)射機(jī)頭空走的行程比較多，激光發(fā) 生器需要頻繁的切換，增加了成型等待的時(shí)間，且單個(gè)工位的對惰性氣體的利用率也不高。

2、由于激光3D打印成型加工的對象是顆粒半徑很小的顆粒，直接對成型倉注入保護(hù)氣體容易導(dǎo)致半徑很小的成型顆粒粘附在透鏡上，使得激光形成漫射或者反射，減弱激光的能量。

3、激光3D打印成型只是將激光聚焦局部進(jìn)行加熱，使得事先均布的成型粉末在受熱不均的情況下，堆積的形狀容易發(fā)生改變，從而影響到最后成型的零件的外形，導(dǎo)致產(chǎn)品的良率降低。

4、現(xiàn)有激光3D成型設(shè)備都存在，在加工導(dǎo)熱性不佳或大厚度尺寸的成型工件時(shí)，由于熱傳導(dǎo)溫度梯度的存在，待成型粉末得不到有效的預(yù)熱，加工成型困難；或者采用輻射照射的加熱方式對成型粉末進(jìn)行全面的預(yù)加熱，能耗大，且直接影響成型后的制件的精度，只適用于造型簡單、精度要求不高的零件的成型。

有鑒于此，這也構(gòu)成了需要進(jìn)一步改進(jìn)激光3D打印設(shè)備的設(shè)計(jì)，以圖解決所存在的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種激光3D打印設(shè)備，突破了現(xiàn)有技術(shù)中，激光熔化成型受其成型倉的內(nèi)部工位的大小限制，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的通過激光聚焦只能局部加熱，使得事先均布的成型粉末在受熱不均的情況下，堆積的形狀容易發(fā)生改變，從而影響到最后成型的零件的外形，導(dǎo)致產(chǎn)品的良率降低的問題，以及解決了傳統(tǒng)的注入保護(hù)氣體容易導(dǎo)致半徑很小的成型顆粒粘附在透鏡上，容易使得激光形成漫射或者反射，減弱激光的能量的難題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案：

一種激光3D打印設(shè)備，包括機(jī)架部，固定在機(jī)架部上的成型部、氣體保護(hù)部、激光掃描部、鋪粉部，以及可對成性粉末預(yù)加熱的預(yù)熱部，所述成型部 為與機(jī)架部固定的多個(gè)部件所圍成的相對密封的內(nèi)部型腔，所述氣體保護(hù)部外置于機(jī)架部，與成型部可循環(huán)的連通，所述激光掃描部沿成型部的外側(cè)可活動(dòng)的固定，所述預(yù)熱部固定在成型部相對設(shè)置的另外一側(cè)，可伸縮的固定在機(jī)架部的內(nèi)部，包括依次貼合成型部的加熱隔板和加熱組件，所述鋪粉部部分延伸到所述成型部內(nèi)部型腔的固定；突破現(xiàn)有技術(shù)中激光3D打印設(shè)備作業(yè)效率低下，惰性氣體利用率不高，成型尺寸局限性的缺陷，有效避免成型過程中激光容易形成漫射或者反射造成的激光能量的浪費(fèi)的難題，因成型粉末受熱不均，堆積的形狀容易發(fā)生改變而導(dǎo)致產(chǎn)品的良率不高的難題，以此，可以極大的拓展成型部的內(nèi)部的成型空腔，成型部內(nèi)部設(shè)置有至少兩個(gè)成型工位，成型工位中相鄰的兩個(gè)成型工位平齊間隔的設(shè)置，以方便成型機(jī)臺可以一次進(jìn)行多個(gè)工位的激光熔化作業(yè)，能夠有效的提高激光發(fā)生器的利用率，減少機(jī)臺的等待時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)激光成型機(jī)臺可并行的協(xié)同作業(yè)，極大的提高了加工效率。

優(yōu)選地，為了提供加工效率，避免加工過程中因?yàn)闊崦浽斐傻母鹘M裝部件安裝位置的偏差，還包括與成型部連通，固定在機(jī)架部一側(cè)的冷卻部，包括冷卻箱和連通管道。

優(yōu)選地，所述機(jī)架部包括用來支撐和固定其它部件的固定機(jī)架，以及用來調(diào)節(jié)成型高度的舉升裝置，其中，所述舉升裝置固定在機(jī)架部的框架內(nèi)部，從底端朝上，沿豎直方向可上下伸縮的設(shè)置。

優(yōu)選地，所述固定機(jī)架包括成型板、加熱板、和支撐板，以及固定在機(jī)架部外周面的裙圍板，其中，所述裙圍板與成型板和加熱板之間，保持間隙的固定。

優(yōu)選地，所述氣體保護(hù)部包括與成型部循環(huán)連通的氣氛保護(hù)裝置和空氣過濾裝置，所述氣氛保護(hù)裝置與所述空氣過濾裝置獨(dú)立的分設(shè)在機(jī)架部的外側(cè)，進(jìn)一步，所述氣氛保護(hù)裝置包括用來產(chǎn)生保護(hù)氣體的氣體發(fā)生組件，以及用以與所述成型部連通的連接管道；為了便于排除成型部內(nèi)含有氧氣的空氣，避免加工過程中的氧化，連接管道為兩根，包括進(jìn)氣管道和排氣管道，在豎直方向 上錯(cuò)位的固定在成型部的側(cè)面上，以此，通過注入不同密度的保護(hù)氣體，能夠有效的將含有氧氣的空氣排盡，營造一個(gè)無氧的加工環(huán)境。

進(jìn)一步，所述激光掃描部包括與機(jī)架部連接的固定基板，與所述基板固定的橫梁，和在驅(qū)動(dòng)組件的帶動(dòng)下，可移動(dòng)的固定在所述橫梁上的振鏡。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)組件包括貫穿橫梁，沿固定基板寬度方向延伸固定的滾球絲桿，和提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的電機(jī)，其中，所述電機(jī)固定在固定基板寬度方向的端側(cè)面上，與所述滾球絲桿連接，且與所述橫梁垂直的咬合固定；以此，通過滾球絲桿副將電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為橫梁的直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)固定在橫梁上的振鏡沿著滾球絲桿的延伸方向移動(dòng)。

優(yōu)選地，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)加工型腔的協(xié)同作業(yè)，提高加高效率，所述振鏡至少為兩個(gè)，分設(shè)在所述橫梁的兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述鋪粉部包括高出機(jī)架部固定的粉罐，延伸至成型部內(nèi)部的鋪粉裝置，固定在機(jī)架部底部側(cè)面，通過回收管與成型部底端連通的回收罐，以及與機(jī)架部相配合，保持成型過程中成型粉末密封的密封裝置和用來收集加工過程中泄露的成型粉末，形成二次密封的粉末收集裝置，其中，所述密封裝置夾設(shè)在成型部、預(yù)熱部與機(jī)架部之間，所述粉末收集裝置抵靠機(jī)架部密封的連接，與所述密封裝置間隔的設(shè)置；以此，通過密封裝置，確保各零部件在成型過程中良好的密封效果，借用與機(jī)架部密封設(shè)置的粉末收集裝置，使得沒有完全密封住的成型粉末得以回收再利用，解決了在成型過程中，相對運(yùn)動(dòng)的各部件之間，成型粉末容易泄露的難題；

更優(yōu)選地，粉末收集裝置設(shè)置在密封裝置的下方，與機(jī)架部密封的固定，以便于收集機(jī)架部在加工移動(dòng)過程中，堆積在側(cè)壁處，相對運(yùn)動(dòng)過程中泄露的成型粉末。

優(yōu)選地，所述粉末收集裝置包括與機(jī)架部密封固定的密封膠條，和用來收集成型粉末的收粉盒，其中，所述收粉盒為一個(gè)開口的密封收納容腔，所述密封膠條一端密封，相對設(shè)置的另外一端開口，與收粉盒內(nèi)部連通的連接，以此， 可以有效的收集回收成型過程中可能會發(fā)生泄漏的成型粉末，形成二次密封。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：本實(shí)用新型提供的激光3D打印設(shè)備突破現(xiàn)有技術(shù)中激光3D打印設(shè)備作業(yè)效率低下，惰性氣體利用率不高，成型尺寸局限性的缺陷，有效避免成型過程中激光容易形成漫射或者反射造成的激光能量的浪費(fèi)的難題，因成型粉末受熱不均堆積的形狀容易發(fā)生改變而導(dǎo)致產(chǎn)品的良率不高的難題，本實(shí)用新型提供了一種基于掃描振鏡利用激光將粉末逐層熔化/融化堆積成成型的激光3D打印設(shè)備

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了一種根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的一種激光3D打印設(shè)備的示意圖；

圖2示出了另一種根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的一種激光3D打印設(shè)備的示意圖；

圖3示出了一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的成型倉的示意圖；

圖4示出了另外一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的成型倉的截面示意圖；

圖5示出了一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的預(yù)熱部的截面示意圖；

圖6示出了另外一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的預(yù)熱部的示意圖；

圖7示出了一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的激光掃描部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8示出了一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的鋪粉部的截面示意圖；

圖9示出了一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的粉末密封裝置的局部示意圖；

圖10示出了另外一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的粉末密封裝置的截面示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個(gè)器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述作出相應(yīng)解釋。

請參考圖1至圖10，圖1示出了一種根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的一種激光3D打印設(shè)備的示意圖；圖2示出了另一種根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的一種激光3D打印設(shè)備的示意圖；圖3示出了一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的成型倉的示意圖；圖4示出了另外一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的成型倉的截面示意圖；圖5示出了一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的預(yù)熱部的截面示意圖；圖6示出了另外一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D 打印設(shè)備的預(yù)熱部的示意圖；圖7示出了一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的激光掃描部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8示出了一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的鋪粉部的截面示意圖；圖9示出了一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的粉末密封裝置的局部示意圖；圖10示出了另外一種適用于本實(shí)用新型實(shí)施例中所實(shí)現(xiàn)的激光3D打印設(shè)備的粉末密封裝置的截面示意圖。

為了突破現(xiàn)有技術(shù)中激光3D打印設(shè)備作業(yè)效率低下，惰性氣體利用率不高，成型尺寸局限性的缺陷，有效避免成型過程中激光容易形成漫射或者反射造成的激光能量的浪費(fèi)的難題，因成型粉末受熱不均堆積的形狀容易發(fā)生改變而導(dǎo)致產(chǎn)品的良率不高的難題，本實(shí)用新型提供了一種基于掃描振鏡利用激光將粉末逐層熔化/融化堆積成成型的激光3D打印設(shè)備。

如圖1至圖10所示，依照本實(shí)用新型專利原理設(shè)計(jì)的激光3D打印設(shè)備，包括機(jī)架部10，固定在機(jī)架部10上的成型部20、氣體保護(hù)部30、激光掃描部50、鋪粉部60，以及可對成性粉末預(yù)加熱的預(yù)熱部40，其中，成型部20為與機(jī)架部10固定的多個(gè)部件所圍成的相對密封的內(nèi)部型腔，氣體保護(hù)部30外置于機(jī)架部10，與成型部20可循環(huán)的連通設(shè)置，激光掃描部50沿成型部20的外側(cè)可活動(dòng)的固定，以便所產(chǎn)生的激光束能夠可選擇的作用到成型部20的內(nèi)部型腔的作業(yè)空間內(nèi)，預(yù)熱部40固定在成型部20相對設(shè)置的另外一側(cè)，可伸縮的固定在機(jī)架部10的內(nèi)部，鋪粉部60部分延伸到成型部20的內(nèi)部型腔的固定，以便將成型粉末輸送至成型部20的內(nèi)部，且均布的鋪設(shè)。通過激光掃描部50活動(dòng)的沿著成型部20的外側(cè)移動(dòng)，帶動(dòng)激光束在成型部20內(nèi)部局部的照射，對鋪粉部60預(yù)先均勻鋪設(shè)在成型部20內(nèi)的成型粉末進(jìn)行局部的持續(xù)加熱，使得局部的成型粉末熔化、凝結(jié)后，最后形成具體零件的外形。

具體地，如圖1和圖2所示，一種具體的實(shí)施方式中，成型部20安裝在機(jī)架部10的上部，激光掃描部50固定在成型部20的上端表面上，預(yù)熱部40緊貼成型部20的下端面固定，鋪粉部60高出成型部20上表面，貼合成型部 20的側(cè)面，延伸到成型部20內(nèi)部的固定，以此，可以極大的拓展成型部20的內(nèi)部的成型空腔。一種優(yōu)選的實(shí)施例中，成型部20內(nèi)部的成型倉設(shè)置有至少兩個(gè)成型工位，成型工位中相鄰的兩個(gè)成型工位平齊間隔的設(shè)置，以方便成型機(jī)臺可以一次進(jìn)行多個(gè)工位的激光熔化作業(yè)，能夠有效的提高激光發(fā)生器的利用率，減少機(jī)臺的等待時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)激光成型機(jī)臺可并行的協(xié)同作業(yè)，極大的提高了加工效率。進(jìn)一步地，為了提供加工效率，避免加工過程中因?yàn)闊崦浽斐傻母鹘M裝部件安裝位置的偏差，還包括有環(huán)繞成型部20固定的冷卻部70。

在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，如圖1和圖10所示，機(jī)架部10包括用來支撐和固定其它部件的固定機(jī)架11，以及用來調(diào)節(jié)成型高度的舉升裝置12，其中，舉升裝置12固定在機(jī)架部10的框架內(nèi)部，從底端朝上，沿豎直方向可上下伸縮的設(shè)置，固定機(jī)架11包括成型板111、加熱板112、和支撐板114，以及固定在機(jī)架部10外周面的裙圍板113，其中，裙圍板113與成型板111和加熱板112之間，保持間隙的固定。

成型部

成型部20包括成型基板21，固定在成型基板21上的成型組件22、冷卻組件24、透鏡25，以及用來與保護(hù)氣體連通的接入組件23，其中，透鏡25鑲嵌在成型基板21上，成型組件22沿成型基板21的外側(cè)凸出延伸，與氣體接入組件23連通的，冷卻組件24環(huán)繞成型組件22的固定。在本實(shí)用新型中，成型組件22包括至少兩個(gè)成型工位221，該成型工位221接連有氣嘴接頭222，成組的與氣體接入組件23連通。因此，通過氣體接入組件23連通的保護(hù)氣體，使得成型工位221保持在純凈的保護(hù)氣體環(huán)境中。其中，由于本實(shí)用新型提供的成型組件包括至少兩個(gè)成型工位，該成型工位中相鄰的兩個(gè)成型工位平齊間隔的設(shè)置，以方便成型機(jī)臺可以一次進(jìn)行多個(gè)工位的激光熔化作業(yè)，即實(shí)現(xiàn)多套激光振鏡下的多工位的掃描同時(shí)加工作業(yè)，這種多套激光振鏡實(shí)現(xiàn)的多工位的掃描加工作業(yè)能夠有效的提高激光發(fā)生器的利用率，減少機(jī)臺的移動(dòng)和等待 時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)激光成型機(jī)臺可并行的協(xié)同作業(yè)，極大的提高了加工效率，并且能夠通過冷卻組件的調(diào)節(jié)，避免激光在局部加熱過程，熱量分布不均，而使得事先均布的成型粉末堆積的形狀容易發(fā)生改變，影響到最后成型的零件的外形，導(dǎo)致產(chǎn)品的良率降低的問題。

需要說明的是，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)激光成型機(jī)臺可并行的協(xié)同作業(yè)的實(shí)施方式有多種，例如成型組件的數(shù)量、具體結(jié)構(gòu)和布置方式，以及激光機(jī)頭的數(shù)量和布局方式等等，為了方便說明，在此，以較佳的多套激光振鏡下實(shí)現(xiàn)的多工位協(xié)同作業(yè)作示例性的介紹。

具體地如圖3和圖4所示。在結(jié)構(gòu)上，可設(shè)計(jì)成型組件22包括成型工位221和與成型工位221連通的氣嘴接頭222，其中，成型工位221截面為圓形，至少兩個(gè)成型工位221的軸心水平和/或豎直方向均成直線的分布，方便激光成型機(jī)臺精準(zhǔn)的定位，確保各個(gè)成型倉內(nèi)的成型作業(yè)的基準(zhǔn)保持一致。較佳地，成型工位221為四個(gè)，其軸心連線成等邊四邊形的固定在成型基板21上，進(jìn)一步地，為了加工的方便，截面為圓形的成型工位221，其軸心分布在正四邊形的拐角處。基于成型工位的數(shù)量與相對位置的設(shè)置，具體可以有多種變形，對于各種變形均應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍中。

在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，為確保激光在多個(gè)振鏡下多工位協(xié)同作業(yè)的成型品質(zhì)的一致性，氣體接入組件23固定在成型基板21上，與成型組件22成組的連通設(shè)置，如圖3所示，以豎直方向分布的成型組件22為一組做示例性的說明。具體地，氣體保護(hù)組件23包括與第一組成型組件22連通的第一分氣塊232，和與第二組成型組件22連通的第二分氣塊233，其中，第一組成型組件20包括豎直方向軸心成直線設(shè)置的兩個(gè)成型工位221，第二組成型組件22包括豎直方向軸心成直線設(shè)置的另外兩個(gè)成型工位221，第一分氣塊232和第二分氣塊233分別通過氣嘴接頭222與成型工位221連通。以此，保護(hù)氣體通過兩個(gè)分氣塊和氣嘴接頭，進(jìn)入到成型工位內(nèi)部，以確保位于同一成型倉內(nèi)的兩個(gè)不同成型工位內(nèi)的保護(hù)氣體環(huán)境一致或者接近，使得系統(tǒng)作業(yè)的多工位成 型工位內(nèi)的成型條件的一致性，從而保證最后零部件的品質(zhì)。

較佳地，氣體接入組件23還包括固定在成型基板21上的吹氣法蘭231，所述吹氣法蘭231上與透鏡25平行相對的端側(cè)面上，加工設(shè)置有吹氣孔2331，通過吹氣孔2331，更加方便、均勻的控制進(jìn)入成型倉內(nèi)的保護(hù)氣體。進(jìn)一步地，為了避免保護(hù)氣體直接吹到透鏡25的鏡面上，而造成的局部密度不同，而使激光在透鏡25上形成的漫射或者反射，吹氣孔2331與透鏡25角度不同的錯(cuò)落設(shè)置，以使得在透鏡的下方形成一道氣幕，避免成型倉內(nèi)部粉塵或成型過程中形成的其他雜質(zhì)粘附落在透鏡上。

較佳地，為了提高保護(hù)氣體的利用率，避免保護(hù)氣體的泄露，氣體接入組件23與成型基板21之間夾設(shè)有第一密封件234，透鏡25與成型基板21之間夾設(shè)有第二密封件235。進(jìn)一步地，第二氣密封件235還包括設(shè)置在不同密封面上的粗密封件2351和細(xì)密封件2352，其中，粗密封件2351夾設(shè)在透鏡25與成型基板21外側(cè)貼合密封面之間，細(xì)密封件2352夾設(shè)在透鏡25與成型基板21內(nèi)側(cè)貼合密封面之間，較佳地，外側(cè)貼合密封面與內(nèi)側(cè)貼合密封面錯(cuò)落成階梯的設(shè)置，通過設(shè)置的雙重密封件，以確保透鏡與基板可以保持密閉的接觸。

在本實(shí)施例中，冷卻組件24包括開設(shè)在成型基板21上，用來輸送冷卻介質(zhì)的冷卻管路241，以及鑲嵌在成型基板21上，環(huán)繞成型組件22布置的冷卻模組，其中，冷卻組件包括水平間隔設(shè)置的第一冷卻模組242和第二冷卻模組243,以及豎直設(shè)置的第三冷卻模組244，以此，通過設(shè)置的多個(gè)冷卻模組，能夠及時(shí)、快速的將積攢在成型倉四周的熱量傳導(dǎo)走，從而避免了鋪設(shè)在成型倉內(nèi)成型粉末因?yàn)榫植康臒崃糠植疾痪?，堆積的形狀容易發(fā)生改變，從而影響到最后成型的零件的外形，導(dǎo)致產(chǎn)品良率降低的問題。

為了確保冷卻模組的導(dǎo)熱效率，冷卻管路241與冷卻部70保持連通、貫穿冷卻模組的設(shè)置，通過冷卻管路中流動(dòng)的冷卻介質(zhì)，不斷的將冷卻模組吸收的熱量源源不斷的帶走。

具體地，冷卻管路241包括第一進(jìn)水管2411和第一出水管2412，以及第二進(jìn)水管2413和第二出水管2414；

第一冷卻模組242包括第一進(jìn)水接口2421和第一出水接口2422，以及開設(shè)在其內(nèi)部，且分別與之連通的冷卻管路；

第二冷卻模組243包括第二進(jìn)水接口2431和第二出水接口2432，以及開設(shè)在其內(nèi)部，且分別與之連通的冷卻管路；

其中，第一進(jìn)水接口2421與第二進(jìn)水管2413通過管道連通，第一出水接口2422與第二出水管2414連通，與開設(shè)在第一冷卻模組242內(nèi)部的冷卻管路構(gòu)成一個(gè)冷卻的循環(huán)回路；

第二進(jìn)水接口2431與第一進(jìn)水管2411通過管道連通，第二出水接口2432與第一出水管2412連通，與開設(shè)在第二冷卻模組243內(nèi)部的冷卻管路構(gòu)成一個(gè)冷卻的循環(huán)回路。

進(jìn)一步地，為確保成型組件22的熱量分布的均勻性，第三冷卻模組244為兩塊，將成型組件22夾設(shè)在中間。

氣體保護(hù)部

在本實(shí)施例中，如圖2所示，氣體保護(hù)部30包括與成型部20循環(huán)連通的氣氛保護(hù)裝置31和空氣過濾裝置32，氣氛保護(hù)裝置31與空氣過濾裝置32獨(dú)立的分設(shè)在機(jī)架部10的外側(cè)，氣氛保護(hù)裝置31包括用來產(chǎn)生保護(hù)氣體的氣體發(fā)生組件311，以及用以與成型部20連通的連接管道312。一種較佳地實(shí)施方式中，為了便于排除成型部20內(nèi)含有氧氣的空氣，避免加工過程中的氧化，連接管道313為兩根，包括進(jìn)氣管道和排氣管道，在豎直方向上錯(cuò)位的固定在成型部20的側(cè)面上，以此，通過注入不同密度的保護(hù)氣體，能夠有效的將含有氧氣的空氣排盡，營造一個(gè)無氧的加工環(huán)境。

預(yù)熱部

在本實(shí)施例中，預(yù)熱部40包括緊貼成型部20固定的加熱隔板41，和貼合加熱隔板41固定的加熱組件45，通過加熱組件45持續(xù)的加熱，熱量通過加熱 隔板41傳導(dǎo)到成型部20，以此實(shí)現(xiàn)對鋪設(shè)在成型部20內(nèi)的成性粉末進(jìn)行均勻的升溫預(yù)熱，避免了直接對成性粉末進(jìn)行加熱引起的局部受熱程度不一致，存在溫度差異導(dǎo)致的成型后制件內(nèi)部殘余應(yīng)力的問題，克服了現(xiàn)有技術(shù)中，通過輻射照射成型粉末，選擇局部的輻射照射加熱，容易導(dǎo)致局部溫度差異，制件內(nèi)部殘余應(yīng)力分布不均，直接影響最后3D打印后的制件品質(zhì)的缺陷，攻克了全面覆蓋的輻射照射，在成型后，制件與附件的成型粉末溫度差異不大，容易溶解后沾附在制件上而影響制件的精度，容易產(chǎn)生毛刺或者披鋒之類的缺陷的難題。

如圖5和圖6所示，具體地，預(yù)熱部40包括貼合成型基板21固定的加熱隔板41，貼合加熱隔板41固定的加熱組件45，加熱組件45加熱后，熱量通過加熱隔板41傳遞給成型基板21，從而實(shí)現(xiàn)了熱量的均勻傳遞，避免了局部溫度差異導(dǎo)致的制件品質(zhì)問題，較佳地，加熱隔板41非貼合的接觸面上還設(shè)置有隔熱材料，從而保證熱量不至于因?yàn)榕c周圍環(huán)境的溫度差異而散失，能有效的杜絕與周圍的熱傳遞，提高整個(gè)預(yù)熱系統(tǒng)的熱傳遞效率，減少能源的消耗。

較佳地，在加熱隔板41上還固定有用來監(jiān)測溫度變化的溫度傳感器42，其中，溫度傳感器42一端與加熱隔板41貼合，相對設(shè)置的另外一端與加熱隔板41熱隔絕的設(shè)置，較佳地，溫度傳感器42的外周側(cè)套設(shè)有溫度傳感器的預(yù)緊結(jié)構(gòu)43，使其測溫的表面和加熱隔板保持緊密接觸，確保得出的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)，預(yù)緊結(jié)構(gòu)43固定在加熱隔板41上，套設(shè)在傳感器42的外周側(cè)，且與傳感器42間隔的設(shè)置，與傳感器42之間形成一個(gè)閉環(huán)的內(nèi)部隔熱空間，用來隔絕與加熱組件45之間的熱傳遞，避免了加熱組件45與加熱隔板41之間溫度差異導(dǎo)致的測量誤差，進(jìn)一步地，溫度傳感器42為鉑熱電阻溫度傳感器，其監(jiān)控誤差控制在0.1-1℃之內(nèi)，檢測靈敏度、穩(wěn)定性高。

一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，成型基板加熱系統(tǒng)還包括能夠自動(dòng)控制通電與斷電的PLC控制系統(tǒng)，包括具有預(yù)警功能的智能溫度開關(guān)44，其中，與PLC控制系統(tǒng)保持電連接的智能溫度開關(guān)44固定在加熱隔板41上，位于傳感器42同 側(cè)，當(dāng)溫度傳感器42檢測成型部21的溫度超過智能溫度開關(guān)44的最高設(shè)定值后，PLC控制系統(tǒng)會自動(dòng)通電或者斷電，從而使得整套加熱系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)控制的閉環(huán)系統(tǒng)，關(guān)于自動(dòng)控制通電與斷電的PLC控制系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)是易于構(gòu)想到的，故在此不再一一贅述。

較佳地，由于加熱面積比較大，局部單點(diǎn)的加熱同樣存在溫度梯度的問題，且加熱時(shí)間長，溫度上升慢，作業(yè)效率低下，與此同時(shí)，在成型后期，出于對成型后制件的后段處理工藝因結(jié)構(gòu)特性或者性能的特殊要求不同，而選用不同的處理工藝，比如成型后的制件降低脆性，消除或者減少內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定工件尺寸，通常采用回火的處理工藝，制件的局部區(qū)域需要一定的強(qiáng)度和韌性，通常需要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，然而后端處理工業(yè)的加熱條件又不盡相同，這就需要對成型后的制件進(jìn)行區(qū)域性的溫度控制，如圖所示，加熱組件45包括至少一個(gè)可活動(dòng)拼裝的加熱板452，和用來固定加熱板452的固定型板451，所述加熱板452可自由的拼裝組合，形成一個(gè)連續(xù)和/或斷續(xù)的加熱區(qū)域。具體地，為了便于加熱板452的快速拼裝，加熱板452可拆卸的鑲嵌在固定型板451上，通過將加熱組件45區(qū)域性的分成單獨(dú)地加熱組件，一方面可同時(shí)進(jìn)行加熱，避免單點(diǎn)加熱的溫度梯度問題，另外一方面，可實(shí)現(xiàn)局部區(qū)域性的溫度單獨(dú)控制，滿足成型后制件后段不同處理工藝的需求，實(shí)現(xiàn)同個(gè)零件后段不同工藝的溫度要求。

一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，加熱板452外形一致，選用熱傳導(dǎo)系數(shù)不同的材料制作，通過選用不同熱傳導(dǎo)系數(shù)的加熱板452組合拼裝，可對成型后的制件整合不同的后段處理工藝，以滿足組成制件的不同部件之間性能差異化的需求。例如，拼裝組合中的某一個(gè)加熱板452選用熱傳導(dǎo)系數(shù)比較高的銅或鋁，可實(shí)現(xiàn)制件中心部分冷卻速度快于周邊，從而實(shí)現(xiàn)不同工藝手段的綜合選擇。進(jìn)一步地，拼裝組裝的加熱板452內(nèi)部加工有孔(圖中未標(biāo)示)，用以外接不同的冷卻介質(zhì)，例如，水、鹽水、或者油，用以滿足不同制后段熱處理的需求，較佳地，加工在加熱板452內(nèi)部的孔為盲孔。

預(yù)熱部的工作原理及過程：

在3D打印設(shè)備鋪粉之前，加熱組件45通電，對加熱隔板41進(jìn)行加熱；

溫度傳感器42緊貼加熱隔板41，其電阻值會隨著加熱隔板41的溫度上升而變化，智能溫度開關(guān)44通過PLC控制系統(tǒng)讀取其電阻值實(shí)時(shí)的數(shù)值，以確定加熱隔版41的溫度值；

當(dāng)加熱隔板41的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度值時(shí)，智能溫度開關(guān)44控制加熱隔板41斷開電源；

加熱隔板41斷開電源后，其溫度會逐步降低，溫度傳感器42的電阻值隨著加熱隔板41的溫度降低而變化，智能溫度開關(guān)44通過PLC讀取其電阻值實(shí)時(shí)數(shù)值；

當(dāng)加熱隔板41的溫度低于預(yù)設(shè)的溫度值時(shí)，智能溫度開關(guān)44控制加熱隔板41接通電源，對加熱隔板41持續(xù)加熱；

通過不斷循環(huán)的通斷電，使得加熱隔板41的溫度始終在一定范圍變化；

通過一段時(shí)間的加熱，加熱隔板41的溫度逐步上升，大約80°左右；

開始同時(shí)加熱成型基板21；

當(dāng)加熱隔版41的溫度超過智能溫度開關(guān)44設(shè)定的溫度，智能溫度開關(guān)44自動(dòng)報(bào)警，觸發(fā)PLC控制系統(tǒng)切斷加熱隔板41的電源，杜絕意外的發(fā)生。

激光掃描部

在本實(shí)施例中，如圖7所示，激光掃描部50包括與機(jī)架部10連接的固定基板51，與基板51固定的橫梁52，和在驅(qū)動(dòng)組件54的帶動(dòng)下，可移動(dòng)的固定在橫梁52上的振鏡53，其中，驅(qū)動(dòng)組件54的具體設(shè)計(jì)，可以為多種驅(qū)動(dòng)件組合搭配，只需滿足能夠帶動(dòng)振鏡53能夠在固定基板51上自由移動(dòng)，例如，如圖7所示的一種實(shí)施方式中，包括貫穿橫梁52，沿固定基板51寬度方向延伸固定的滾球絲桿541，和提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的電機(jī)542，其中，電機(jī)542固定在固定基板51寬度方向的端側(cè)面上，與滾球絲桿541連接，且與橫梁52垂直的咬合固定，以此，通過滾球絲桿副將電機(jī)542的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為橫梁52的直 線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)固定在橫梁52上的振鏡53沿著滾球絲桿541的延伸方向移動(dòng)。關(guān)于其它的驅(qū)動(dòng)組件54的具體結(jié)構(gòu)，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)是易于構(gòu)想到的，故在此不再一一贅述。由此，在驅(qū)動(dòng)組件54的作用下，可實(shí)現(xiàn)振鏡53的精準(zhǔn)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對激光發(fā)射器發(fā)出的激光束聚焦在成型粉末上，較佳地，為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)加工型腔的協(xié)同作業(yè)，提高加高效率，振鏡53至少為兩個(gè)，分設(shè)在橫梁52的兩側(cè)。

鋪粉部

在本實(shí)施例中，如圖1、圖2、圖8和9所示，鋪粉部60包括高出機(jī)架部10固定的粉罐61，延伸至成型部20內(nèi)部的鋪粉裝置62，固定在機(jī)架部10底部側(cè)面的通過回收管64與成型部20底端連通的回收罐63，以及與機(jī)架部10相配合，保持成型過程中成型粉末密封的密封裝置65和用來收集加工過程中泄露的成型粉末，形成二次密封的粉末收集裝置66，其中，密封裝置65夾設(shè)在成型部20、預(yù)熱部40與機(jī)架部10之間，粉末收集裝置66抵靠機(jī)架部10密封的連接，與密封裝置65間隔的設(shè)置。以此，通過密封裝置65，確保各零部件在成型過程中良好的密封效果，借用與機(jī)架部10密封設(shè)置的粉末收集裝置66，使得沒有完全密封住的成型粉末得以回收再利用，解決了在成型過程中，相對運(yùn)動(dòng)的各部件之間，成型粉末容易泄露的難題。

較佳地，粉末收集裝置66設(shè)置在密封裝置65的下方，與機(jī)架部10密封的固定，以便于收集機(jī)架部10在加工移動(dòng)過程中，堆積在側(cè)壁處，相對運(yùn)動(dòng)過程中泄露的成型粉末。

如圖9和圖10所示，密封裝置65一端卡設(shè)在支撐板114上，相對設(shè)置的另外一端與裙圍板113帶有預(yù)壓的設(shè)置，以此，成型板111、加熱板112、和裙圍板113以及密封裝置65之間，圍成用來盛裝成型粉末的密閉容腔，同時(shí)，確保在支撐板114的驅(qū)動(dòng)下，盛裝在密閉容腔內(nèi)的成型粉末，在相對裙圍板113上下相對運(yùn)動(dòng)過程中不易泄露。在本實(shí)施例中，密封裝置65通過具有預(yù)壓的部件提供一個(gè)持續(xù)的作用力，例如，通過壓縮的彈簧，預(yù)壓的橡膠或者其它具 有可彈性抵抗恢復(fù)的變形材料制成的預(yù)壓部件，以使得與裙圍板113之間形成緊密的接觸。

以彈簧為例進(jìn)一步的做說明，如圖9所示，具體地，密封裝置65包括起密封作用的若干密封條651，用來固定密封條651的壓板652，以及提供預(yù)壓力的彈簧653，其中，彈簧653預(yù)壓的固定在機(jī)架部10上，密封條651通過壓板652與彈簧653預(yù)壓抵靠的設(shè)置，以此，通過彈簧653受壓后的預(yù)壓力，持續(xù)作業(yè)在壓板652上，確保密封條651能夠與裙圍板113形成一定預(yù)壓力的接觸，以此用來確保密封條651與裙圍板113之間的密封效果。

進(jìn)一步地，為了確保在相鄰兩個(gè)密封條651交匯拐角處的密封效果，還設(shè)置有大體呈直角外形的角塊654，角塊654的兩個(gè)短邊端側(cè)面分別朝壓板652延伸，較長邊側(cè)面加工有斜平面，與機(jī)架部10之間卡設(shè)有預(yù)壓的彈簧653。

一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，密封裝置65還包括用來卡裝彈簧653，為密封條651提供預(yù)壓力的限位裝置，具體地，限位裝置包第一限位塊655，和用來卡裝具有預(yù)壓力的彈簧653，為角塊654提供預(yù)壓力的第二限位塊657，以及為第一限位塊655和第二限位塊657提供位置固定的緊固組件656，其中，緊固組件656沿著第一限位塊655的長度方向延伸，以此，能夠方便的為密封裝置65提供持續(xù)的壓力，確保密封效果的持續(xù)性。

在本實(shí)施例中，請參照圖10，鑒于成型粉末顆粒半徑非常小，在成型過程中，盛裝成型粉末的容腔由彼此相對運(yùn)動(dòng)的裙圍板113與成型板111和加熱板112共同圍成，成型粉末在上下反復(fù)的運(yùn)動(dòng)過程中，還是可能會發(fā)生泄漏造成的浪費(fèi)，粉末收集裝置66包括與機(jī)架部10密封固定的密封膠條661，和用來收集成型粉末的收粉盒662，其中，收粉盒662為一個(gè)開口的密封收納容腔，密封膠條661一端密封，相對設(shè)置的另外一端開口，與收粉盒662內(nèi)部連通的連接，以此，可以有效的收集回收成型過程中可能會發(fā)生泄漏的成型粉末，形成二次密封。

具體地，密封膠條661一端與機(jī)架部10密封固定，收粉盒662固定在密 封膠條661的下方，與一端開口的密封膠條661連通的設(shè)置，進(jìn)一步地，密封膠條661包括與裙圍板113固定的固定端，以及開設(shè)有通孔與收粉盒662連通的開口端，其中，密封膠條661的固定端朝向開口端傾斜向下延伸，以使得從機(jī)架部10泄露的成性粉末能過順利的沿著其傾斜面，依靠自身重力自動(dòng)落入收粉盒662內(nèi)，避免在成性粉末在密封膠帶661與裙圍板113的固定連接處堆積。

以上的描述是以所述粉末收集裝置66實(shí)現(xiàn)為密封膠條和收粉盒為例進(jìn)行描述的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在以上揭示的基礎(chǔ)上，也可以設(shè)計(jì)出不同于此的其他類似結(jié)構(gòu)。例如，與機(jī)架部10密封設(shè)置的成漏斗外形的收集裝置，或者與機(jī)架部10一體成型，延伸出來的收集裝置，只需要能夠?qū)⑿孤┑某尚头勰┦占?，形成二次密封即可。并且，所述的密封結(jié)構(gòu)除了可以包括多組延伸板的情況，還可以具有多組可折疊或者伸縮的卡合結(jié)構(gòu)及其組合的情形。這根據(jù)具體情況可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是易于構(gòu)想到的，故在此不再一一贅述。

冷卻部

如圖1所示，冷卻部70為與成型部20聯(lián)通，固定在機(jī)架部10一側(cè)，提供循環(huán)冷液的冷卻箱，以及用來與成型部20連通的連通管道，關(guān)于冷卻箱和冷卻管道具體的設(shè)計(jì)，可根據(jù)具體情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是易于構(gòu)想到的，故在此不再一一贅述。

本實(shí)用新型專利雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本實(shí)用新型專利，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型專利的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實(shí)用新型技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本實(shí)用新型專利技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型專利的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單的修改、等同變化及修飾，均屬于本實(shí)用新型專利技術(shù)方案的保護(hù)范圍。