本實(shí)用新型涉及快速成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D快速成型設(shè)備。

背景技術(shù)：

快速原型制造技術(shù)(簡稱RP)是綜合利用CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、機(jī)械工程、電子技術(shù)及激光技術(shù)的集成以實(shí)現(xiàn)零件從設(shè)計(jì)到三維實(shí)體原型制造一體化的技術(shù)，該技術(shù)是將材料逐層疊加，并通過層層熔化而建造形成三維工件，其可以制造一些傳統(tǒng)工藝難以完成的復(fù)雜形狀的三維工件，通常分為光固化成型技術(shù)(SLA)、疊層實(shí)體制造技術(shù)(LOM)、熔融沉積制造技術(shù)(FDM)和選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(SLS)四大類。其中，選擇性激光燒結(jié)(SLS)也可被稱為選區(qū)激光燒結(jié)，其加工原理也是離散-堆積成型，該技術(shù)以激光發(fā)射器為加工能源，利用計(jì)算機(jī)來控制激光束對加工材料(包括高分子材料、金屬粉末、預(yù)合金粉末材料及納米材料等)按設(shè)定的速度并調(diào)整合適的激光能量密度根據(jù)切片截面輪廓的二維數(shù)據(jù)信息進(jìn)行燒結(jié)，層層堆積，全部燒結(jié)完后去掉周圍多余的粉末，再對燒結(jié)件進(jìn)行打磨、烘干等一系列后處理操作便可以獲得零件。但是，現(xiàn)有的選擇性激光燒結(jié)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)過程中存在如下問題：

1、傳統(tǒng)的SLS快速成型裝置大多采用的是單光源雙缸升降式輥筒鋪粉裝置，通過成型缸、供粉缸與回收缸的配合實(shí)現(xiàn)整個制件的生產(chǎn)，加工完成后，將成型缸中的制件取出，再人工的將回收缸的多余粉料取出倒入供粉缸內(nèi)，該方式不僅加工效率較低、粉料用量多，而且人工勞動量也很大。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，SLS快速成型的鋪粉裝置一般采用的是鋪粉輥筒或刮板，雖然現(xiàn)有鋪粉裝置也能夠?qū)崿F(xiàn)送粉鋪粉的功能，但由于鋪設(shè)的粉末呈疏松特性，即粉末顆粒與顆粒之間的間隙較大，也易使得鋪粉層厚度不均勻，因此由該粉末制造得到的三維成型產(chǎn)品致密性差，最終影響了三維成型產(chǎn)品的機(jī)械性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)回收缸中多余粉料的自動回收利用，節(jié)約粉料用量，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)充分保證鋪粉的均勻性和緊密性，以使三維成型產(chǎn)品的機(jī)械性能良好的3D快速成型設(shè)備。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種3D快速成型設(shè)備，其中所述3D快速成型設(shè)備包括成型設(shè)備本體、制件裝置、鋪粉裝置、激光燒結(jié)裝置和控制裝置，所述成型設(shè)備本體的內(nèi)腔設(shè)置所述制件裝置、所述鋪粉裝置與所述激光燒結(jié)裝置，所述制件裝置設(shè)置于所述成型設(shè)備本體的底部上，所述鋪粉裝置設(shè)置于所述制件裝置的上表面，所述激光燒結(jié)裝置設(shè)置于所述成型裝置本體的側(cè)壁上，所述控制裝置設(shè)置于所述成型裝置本體的外側(cè)，且該控制裝置設(shè)置為電性連接所述鋪粉裝置與所述激光燒結(jié)裝置，由所述控制裝置實(shí)現(xiàn)整個設(shè)備的良好工作；

所述制件裝置設(shè)置為包括制件本體、成型缸、供粉缸和回收缸，所述制件本體的內(nèi)腔設(shè)置所述成型缸、所述供粉缸與所述回收缸，所述成型缸與所述供粉缸相鄰設(shè)置，且所述成型缸與所述供粉缸的另一側(cè)分別設(shè)置所述回收缸，所述成型缸與所述供粉缸的內(nèi)腔均配合設(shè)置一升降成型底板，所述升降成型底板設(shè)置為電性連接所述控制裝置，通過所述控制裝置使得所述升降成型底板按設(shè)定層厚高度升降，從而完成制件的生產(chǎn)成型，所述回收缸的底部設(shè)置為通過一控制閥連通所述成型缸與所述供粉缸，且該控制閥設(shè)置為電性連接所述控制裝置，當(dāng)完成一次工件成型加工后，所述控制裝置開啟所述控制閥，使得所述回收缸中的粉料進(jìn)入所述成型缸與所述供粉缸，以實(shí)現(xiàn)下一工件的生產(chǎn)，節(jié)約粉料用量，若所述成型缸中的多余粉料已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于所述供粉缸中的粉料，則交換所述成型缸與所述供粉缸的位置，并使得所述回收缸中的粉料進(jìn)入供粉位置的缸中，從而充分利用粉料進(jìn)行成型加工；

所述鋪粉裝置設(shè)置為包括驅(qū)動裝置、支撐板、動力部分、壓粉部分和鋪粉輥，所述驅(qū)動裝置上滑動設(shè)置所述支撐板，所述支撐板上設(shè)置所述動力部分，所述動力部分設(shè)置為驅(qū)動所述壓粉部分與所述鋪粉輥，所述動力部分設(shè)置為包括電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和雙槽皮帶輪，所述電機(jī)的輸出軸上連接所述轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸上套設(shè)所述雙槽皮帶輪，所述雙槽皮帶輪的一槽設(shè)置為通過皮帶連接所述壓粉部分上的皮帶輪，且該雙槽皮帶輪的另一槽設(shè)置為通過皮帶連接所述鋪粉輥上的皮帶輪，從而實(shí)現(xiàn)對所述壓粉部分與所述鋪粉輥的驅(qū)動，所述壓粉部分設(shè)置為包括夯體和飛輪，所述夯體的兩端設(shè)置為通過搖桿鉸接于所述支撐板上，且該夯體上鉸接設(shè)置所述飛輪，所述飛輪上設(shè)置偏心塊，由所述動力部分驅(qū)動所述壓粉部分上的皮帶輪、所述飛輪以及所述搖桿的配合作用，使得所述壓粉部分對待燒結(jié)粉料壓平壓緊，充分保證鋪粉的均勻性和緊密性，以實(shí)現(xiàn)三維成型產(chǎn)品的良好機(jī)械性能。

進(jìn)一步地，所述成型缸與所述供粉缸設(shè)置為相同規(guī)格，且所述成型缸與所述供粉缸的外壁上均包括高頻加熱線圈、隔熱層和保溫層，所述高頻加熱線圈配合套設(shè)于兩缸的上部分的外表面，所述高頻加熱線圈的兩端設(shè)置為連接一高頻發(fā)生器，由所述高頻發(fā)生器產(chǎn)生高速變化的高頻電壓，當(dāng)電流流過線圈時(shí)形成交變磁場，進(jìn)而渦流使得金屬原子高速無規(guī)則運(yùn)動，原子互相碰撞、摩擦產(chǎn)生熱能，從而實(shí)現(xiàn)成型粉料的快速預(yù)熱，提高生產(chǎn)效率，且該高頻加熱線圈的外表面設(shè)置所述隔熱層，所述隔熱層的外表面設(shè)置所述保溫層，通過所述保溫層保證成型件的溫度，避免溫度差異過大對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

進(jìn)一步地，所述高頻發(fā)生器設(shè)置為電性連接所述控制裝置，由所述控制裝置控制所述高頻發(fā)生器的工作情況，以實(shí)現(xiàn)所述成型缸或所述供粉缸待成型粉料的預(yù)熱處理，避免溫差過大對成型件的損壞。

進(jìn)一步地，所述激光燒結(jié)裝置設(shè)置為包括激光發(fā)生器、光學(xué)系統(tǒng)和掃描鏡，所述激光發(fā)生器的激光經(jīng)過所述光學(xué)系統(tǒng)的處理，由所述掃描鏡對所述成型缸中的粉料層完成層層燒結(jié)，以獲得所需零件。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動裝置設(shè)置為包括驅(qū)動電機(jī)、滾珠絲杠和兩導(dǎo)軌，所述驅(qū)動電機(jī)設(shè)置為連接所述滾珠絲杠，通過所述驅(qū)動電機(jī)使得所述滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，且所述滾珠絲杠運(yùn)動平穩(wěn)性好，所述兩導(dǎo)軌平行設(shè)置于所述滾珠絲杠的同側(cè)，且所述兩導(dǎo)軌相對應(yīng)設(shè)置于所述成型缸、所述供粉缸與所述回收缸的兩側(cè)，所述支撐板設(shè)置為通過滾珠絲杠副滑動設(shè)置于所述滾珠絲杠上，且該支撐板的底部還設(shè)置兩滑塊，所述滑塊分別配合設(shè)置于所述導(dǎo)軌上，保證所述支撐架的直線滑移。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動電機(jī)上設(shè)置為還連接一減速器，根據(jù)實(shí)際需要，由所述減速器控制所述滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)，保證所述支撐板的滑移速度，所述滾珠絲杠上還設(shè)置兩支撐座，所述支撐座能夠有效避免長軸彎曲對所述滾珠絲杠上滑移結(jié)構(gòu)的影響。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

(1)通過回收缸底部由控制閥連通成型缸與供粉缸，使得當(dāng)完成一次工件成型加工后，回收缸中的粉料可在控制閥的開啟下進(jìn)入成型缸與供粉缸，實(shí)現(xiàn)后一工件的生產(chǎn)，節(jié)約粉料用量，若成型缸中的多余粉料遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于供粉缸中的粉料，則交換成型缸與供粉缸的位置，并使得回收缸中的粉料進(jìn)入供粉位置的缸中，從而充分利用粉料進(jìn)行成型加工。

(2)通過壓粉部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及鋪粉輥的配合，實(shí)現(xiàn)了壓粉部分對待燒結(jié)粉料壓平壓緊，充分保證鋪粉的均勻性和緊密性，以保證三維成型產(chǎn)品的良好機(jī)械性能。

(3)通過高頻加熱線圈與高頻發(fā)生器，由高頻發(fā)生器產(chǎn)生高速變化的高頻電壓，當(dāng)電流流過線圈時(shí)形成交變磁場，進(jìn)而渦流使得金屬原子高速無規(guī)則運(yùn)動，原子互相碰撞、摩擦產(chǎn)生熱能，從而實(shí)現(xiàn)成型粉料的快速預(yù)熱，提高生產(chǎn)效率，且高頻加熱線圈外表面設(shè)置的隔熱層和保溫層，進(jìn)一步保證了成型件的溫度，有效避免溫度差異過大對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中鋪粉裝置部分的俯視圖。

圖中：10-成型設(shè)備本體，20-制件裝置，201-制件本體，202-成型缸，203-供粉缸，204-回收缸，205-升降成型底板，206-控制閥，207-高頻加熱線圈，208-隔熱層，209-保溫層，210-高頻發(fā)生器，30-鋪粉裝置，301-驅(qū)動裝置，302-支撐板，303-動力部分，304-壓粉部分，305-鋪粉輥，306-電機(jī)，307-轉(zhuǎn)軸，308-雙槽皮帶輪，309-夯體，310-飛輪，311-驅(qū)動電機(jī)，312-滾珠絲杠，313-導(dǎo)軌，40-激光燒結(jié)裝置，401-激光發(fā)生器，402-光學(xué)系統(tǒng)，403-掃描鏡，50-控制裝置。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的描述。

如圖1和圖2所示，一種3D快速成型設(shè)備，包括成型設(shè)備本體10、制件裝置20、鋪粉裝置30、激光燒結(jié)裝置40和控制裝置50，成型設(shè)備本體10的內(nèi)腔設(shè)置制件裝置20、鋪粉裝置30與激光燒結(jié)裝置40，制件裝置20設(shè)置于成型設(shè)備本體10的底部上，鋪粉裝置30設(shè)置于制件裝置20的上表面，激光燒結(jié)裝置40設(shè)置于成型裝置本體10的側(cè)壁上，控制裝置50設(shè)置于成型裝置本體10的外側(cè)，且該控制裝置50設(shè)置為電性連接鋪粉裝置30與激光燒結(jié)裝置40，由控制裝置50實(shí)現(xiàn)整個設(shè)備的良好工作。

制件裝置20設(shè)置為包括制件本體201、成型缸202、供粉缸203和回收缸204，制件本體201的內(nèi)腔設(shè)置成型缸202、供粉缸203與回收缸204，成型缸202與供粉缸203相鄰設(shè)置，且成型缸202與供粉缸203的另一側(cè)分別設(shè)置回收缸204，成型缸202與供粉缸203的內(nèi)腔均配合設(shè)置一升降成型底板205，升降成型底板205設(shè)置為電性連接控制裝置50，且升降成型底板205上還內(nèi)嵌設(shè)置一溫度傳感器，溫度傳感器電性連接控制裝置50，實(shí)時(shí)檢測待成型粉料的預(yù)熱溫度，保證成型件的生產(chǎn)質(zhì)量，通過控制裝置50使得升降成型底板205按設(shè)定層厚高度升降，從而完成制件的生產(chǎn)成型，回收缸204的底部設(shè)置為通過一控制閥206連通成型缸202與供粉缸203，且該控制閥206設(shè)置為電性連接控制裝置50，當(dāng)完成一次工件成型加工后，控制裝置50開啟控制閥206，使得回收缸204中的粉料進(jìn)入成型缸202與供粉缸203，以實(shí)現(xiàn)下一工件的生產(chǎn)，節(jié)約粉料用量，若成型缸202中的多余粉料已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于供粉缸203中的粉料，則交換成型缸202與供粉缸203的位置，并使得回收缸204中的粉料進(jìn)入供粉位置的缸中，從而充分利用粉料進(jìn)行成型加工。

鋪粉裝置30設(shè)置為包括驅(qū)動裝置301、支撐板302、動力部分303、壓粉部分304和鋪粉輥305，驅(qū)動裝置301上滑動設(shè)置支撐板302，支撐板302上設(shè)置動力部分303，動力部分303設(shè)置為驅(qū)動壓粉部分304與鋪粉輥305，動力部分303設(shè)置為包括電機(jī)306、轉(zhuǎn)軸307和雙槽皮帶輪308，電機(jī)306的輸出軸上連接轉(zhuǎn)軸307，轉(zhuǎn)軸307上套設(shè)雙槽皮帶輪308，雙槽皮帶輪308的一槽設(shè)置為通過皮帶連接壓粉部分304上的皮帶輪，且該雙槽皮帶輪308的另一槽設(shè)置為通過皮帶連接鋪粉輥305上的皮帶輪，從而實(shí)現(xiàn)對壓粉部分304與鋪粉輥305的驅(qū)動，壓粉部分304設(shè)置為包括夯體309和飛輪310，夯體309的兩端設(shè)置為通過搖桿鉸接于支撐板302上，且該夯體309上鉸接設(shè)置飛輪310，飛輪310上設(shè)置偏心塊，由動力部分303驅(qū)動壓粉部分304上的皮帶輪、飛輪310以及搖桿的配合作用，使得壓粉部分304對待燒結(jié)粉料壓平壓緊，充分保證鋪粉的均勻性和緊密性，以實(shí)現(xiàn)三維成型產(chǎn)品的良好機(jī)械性能。

成型缸202與供粉缸203設(shè)置為相同規(guī)格，且成型缸202與供粉缸203的外壁上均包括高頻加熱線圈207、隔熱層208和保溫層209，高頻加熱線圈207配合套設(shè)于兩缸的上部分的外表面，高頻加熱線圈207的兩端設(shè)置為連接一高頻發(fā)生器210，由高頻發(fā)生器210產(chǎn)生高速變化的高頻電壓，當(dāng)電流流過線圈時(shí)形成交變磁場，進(jìn)而渦流使得金屬原子高速無規(guī)則運(yùn)動，原子互相碰撞、摩擦產(chǎn)生熱能，從而實(shí)現(xiàn)成型粉料的快速預(yù)熱，提高生產(chǎn)效率，且該高頻加熱線圈207的外表面設(shè)置隔熱層208，隔熱層208的外表面設(shè)置保溫層209，通過保溫層209保證成型件的溫度，避免溫度差異過大對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

高頻發(fā)生器210設(shè)置為電性連接控制裝置50，由控制裝置50控制高頻發(fā)生器210的工作情況，以實(shí)現(xiàn)成型缸202或供粉缸203中待成型粉料的預(yù)熱處理，避免溫差過大對成型件的損壞。

激光燒結(jié)裝置40設(shè)置為包括激光發(fā)生器401、光學(xué)系統(tǒng)402和掃描鏡403，激光發(fā)生器401的激光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)402的處理，由掃描鏡403對成型缸202中的粉料層完成層層燒結(jié)，以獲得所需零件。

驅(qū)動裝置301設(shè)置為包括驅(qū)動電機(jī)311、滾珠絲杠312和兩導(dǎo)軌313，驅(qū)動電機(jī)311設(shè)置為連接滾珠絲杠312，通過驅(qū)動電機(jī)311使得滾珠絲杠312旋轉(zhuǎn)，且滾珠絲杠312運(yùn)動平穩(wěn)性好，兩導(dǎo)軌313平行設(shè)置于滾珠絲杠312的同側(cè)，且兩導(dǎo)軌313相對應(yīng)設(shè)置于成型缸202、供粉缸203與回收缸204的兩側(cè)，支撐板302設(shè)置為通過滾珠絲杠副滑動設(shè)置于滾珠絲杠312上，且該支撐板302的底部還設(shè)置兩滑塊，滑塊分別配合設(shè)置于導(dǎo)軌313上，保證支撐架302的直線滑移。

驅(qū)動電機(jī)311上設(shè)置為還連接一減速器，根據(jù)實(shí)際需要，由減速器控制滾珠絲杠312的旋轉(zhuǎn)，保證支撐板302的滑移速度，滾珠絲杠312上還設(shè)置兩支撐座，支撐座能夠有效避免長軸彎曲對滾珠絲杠312上滑移結(jié)構(gòu)的影響。

使用本實(shí)用新型提供的3D快速成型設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)回收缸中多余粉料的自動回收利用，節(jié)約粉料用量，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)充分保證鋪粉的均勻性和緊密性，以使三維成型產(chǎn)品的機(jī)械性能良好。當(dāng)該設(shè)備工作時(shí)，由控制裝置50控制成型缸202中的升降成型底板205下降一個層厚的高度，且供粉缸203中的升降成型底板205上升一個半層厚的高度，然后啟動驅(qū)動電機(jī)311與電機(jī)306，使得供粉缸203中高出的一個半層厚的粉料在壓粉部分304和鋪粉輥305的配合下，被推至并壓平壓緊于成型缸202中一個層厚的粉料，多余的粉料則落入回收缸204中，當(dāng)鋪粉裝置30退至制件本體201上表面的兩側(cè)時(shí)，關(guān)閉驅(qū)動電機(jī)311與電機(jī)306，啟動高頻發(fā)生器210對成型缸202上的高頻加熱線圈207通電，實(shí)現(xiàn)成型缸202中待成型粉料的預(yù)熱處理，避免溫差過大對成型件的損壞，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值后，關(guān)閉高頻發(fā)生器210，啟動激光燒結(jié)裝置40根據(jù)設(shè)定切片截面輪廓的二維數(shù)據(jù)信息進(jìn)行燒結(jié)，完成后關(guān)閉激光燒結(jié)裝置40，重復(fù)上述步驟，進(jìn)行層層堆積，直至全部燒結(jié)完后，再對燒結(jié)件進(jìn)行打磨、烘干等一系列后處理操作，由控制裝置50開啟控制閥206，使得回收缸204中的粉料進(jìn)入成型缸202與供粉缸203，以實(shí)現(xiàn)下一工件的生產(chǎn)，節(jié)約粉料用量，若成型缸202中的多余粉料已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于供粉缸203中的粉料，則交換成型缸202與供粉缸203的位置，并使得回收缸204中的粉料進(jìn)入供粉位置的缸中，從而充分利用粉料進(jìn)行成型加工便可獲得無需零件。

以上對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。