本實用新型涉及激光選區(qū)熔化成型領(lǐng)域，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)式多缸多材料激光選區(qū)熔化成型裝置。

背景技術(shù)：

激光選區(qū)熔化(SLM)成型技術(shù)是增材制造技術(shù)的一種，是快速成型技術(shù)的最新發(fā)展技術(shù)。該技術(shù)基于離散材料逐層堆積成型原理，依據(jù)三維設(shè)計軟件設(shè)計的數(shù)字化零件的三維數(shù)據(jù)，采用高能激光束對原材料粉末逐點、逐線、逐層熔化直接制造出功能零件。相比其它金屬增材制造技術(shù)，激光選區(qū)熔化成形技術(shù)具有更高的成形精度以及更少的后續(xù)加工量，可成形復(fù)雜度更高的零件，它以結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計制造、短周期、近終形、無模具、無刀具等技術(shù)優(yōu)勢成為復(fù)雜構(gòu)件快速制造的先進(jìn)制造手段，是金屬增材制造技術(shù)最有發(fā)展前景的技術(shù)之一。

雖然激光選區(qū)熔化技術(shù)發(fā)展迅速，已開始廣泛應(yīng)用于工業(yè)、運輸、模具、航空航天以及醫(yī)療等領(lǐng)域，但是目前激光選區(qū)熔化成型設(shè)備每次成型時只能選擇一種材料，只能夠成型出具有單材料性能的零件產(chǎn)品，這無法滿足人們對多種材料一體化零件的直接成型要求，嚴(yán)重限制了激光選區(qū)熔化技術(shù)的應(yīng)用范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種旋轉(zhuǎn)式多缸多材料激光選區(qū)熔化成型裝置。實現(xiàn)異種材料零件的整體成型，以及一個成型室內(nèi)多個零件循環(huán)加工。

本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種旋轉(zhuǎn)式多缸多材料激光選區(qū)熔化成型裝置，包括成型室，置于其內(nèi)的成型缸機(jī)構(gòu)、粉料缸機(jī)構(gòu)、鋪粉機(jī)構(gòu)和激光器12；所述成型缸機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3，所述粉料缸機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5；

所述旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3和旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5并排設(shè)置在鋪粉機(jī)構(gòu)的一側(cè)；旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3的成型缸轉(zhuǎn)軸6和旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5的粉料缸轉(zhuǎn)軸7連成的直線與鋪粉機(jī)構(gòu)的直線導(dǎo)軌9相平行；鋪粉機(jī)構(gòu)鋪粉刷作業(yè)時，將旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5上的粉末平鋪至旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3上，供激光器12在旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3上方進(jìn)行激光選區(qū)熔化作業(yè)。

所述旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3包括一個圓形平面，圓形平面內(nèi)嵌合有三個結(jié)構(gòu)相同、且等角度對稱分布在其周緣的成型缸2；這三個成型缸2的上邊緣與圓形平面的上表面在同一水平面；

所述旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5包括一個圓形平面，圓形平面內(nèi)嵌合有三個結(jié)構(gòu)相同、且等角度對稱分布在其周緣的粉料缸4；這三個粉料缸4的上邊緣與圓形平面的上表面在同一水平面；

鋪粉機(jī)構(gòu)進(jìn)行鋪粉作業(yè)時，鋪粉臂10攜帶鋪粉刷13沿著直線導(dǎo)軌9的軌跡往復(fù)運動；鋪粉刷13往復(fù)運動所覆蓋的區(qū)域為預(yù)鋪粉區(qū)域；

當(dāng)其中一個粉料缸4和其中一個成型缸2旋轉(zhuǎn)至該預(yù)鋪粉區(qū)域時，即正對直線導(dǎo)軌9，鋪粉刷13將高于成型缸2上表面的粉末推送、平鋪至該成型缸2的成型平面上。

所述成型缸轉(zhuǎn)軸6的軸線位置與旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3的圓形平面的圓心同軸；所述粉料缸轉(zhuǎn)軸7的軸線位置與旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5的圓形平面的圓心同軸；

當(dāng)所述粉料缸轉(zhuǎn)軸7轉(zhuǎn)動時，這三個粉料缸4圍繞粉料缸轉(zhuǎn)軸7作圓周運動，它們的位置分別在預(yù)鋪粉區(qū)域交替或交替停留；當(dāng)所述成型缸轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動時，這三個成型缸2圍繞成型缸轉(zhuǎn)軸6作圓周運動，它們的位置分別在預(yù)鋪粉區(qū)域交替或交替停留。

所述粉料缸4和成型缸2旋轉(zhuǎn)至預(yù)鋪粉區(qū)域的旋轉(zhuǎn)角度為120°；所述粉料缸4和成型缸2上方分別蓋設(shè)有密封金屬蓋18，在該密封金屬蓋18上對應(yīng)于鋪粉區(qū)域側(cè)開設(shè)有粉料缸工位開口和成型缸工位開口；密封金屬蓋18用于防止加工過程中各粉料缸4及成型缸2之間的粉末飛濺；密封金屬蓋18不跟隨成型缸轉(zhuǎn)軸6和粉料缸轉(zhuǎn)軸7轉(zhuǎn)動；密封金屬蓋18的上平面與鋪粉底臺15上表面齊平。

所述旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3和旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5轉(zhuǎn)動時為順時針或者逆時針轉(zhuǎn)動。

所述鋪粉臂10、旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3和旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5的運動由各自的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動；所述成型缸2的左側(cè)設(shè)有粉末回收室1，用于收集鋪粉過程中多余的粉末。

所述旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3和旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5均由各自獨立的絲桿升降機(jī)構(gòu)。

所述三個粉料缸4為矩形結(jié)構(gòu)，他們可分別用于盛裝相同或者不同材質(zhì)的金屬粉末；所述鋪粉機(jī)構(gòu)的直線導(dǎo)軌9置于獨立的隔倉內(nèi)，以避免粉末污染直線導(dǎo)軌9。

一種旋轉(zhuǎn)式多缸多材料激光選區(qū)熔化成型裝置的運行方法，包括如下步驟：

步驟一：啟動激光選區(qū)熔化成型裝置，根據(jù)成型零件材料屬性要求，將所需材質(zhì)的粉末添加至相應(yīng)的粉料缸4內(nèi)；做好作業(yè)前成型基板裝載、抽真空和通保護(hù)氣準(zhǔn)備工作；

步驟二：根據(jù)加工要求，將該成型缸2轉(zhuǎn)動至預(yù)鋪粉區(qū)域；根據(jù)該成型缸成型零件16所需要的粉末材質(zhì)的要求，將裝有相應(yīng)粉末材質(zhì)的粉料缸4轉(zhuǎn)動至預(yù)鋪粉區(qū)域；接著該粉料缸4的絲桿升降機(jī)構(gòu)將粉料缸4內(nèi)的粉末升高一個鋪粉層高度，此時鋪粉刷13將高于粉料缸4上表面的粉末推送、平鋪至該成型缸2的成型平面上后退回初始位置，完成一次鋪粉作業(yè)；接著，供激光器12在該成型缸2上方發(fā)射激光束17，以對進(jìn)行激光選區(qū)熔化作業(yè)；

激光器12完成該層零件的激光加工并下降一個層厚作業(yè)，若該零件下一層所需粉末與上一層粉末材料不同時，將另一個裝有其所需粉末材料的粉料缸轉(zhuǎn)動至預(yù)鋪粉區(qū)域，由該粉料缸的絲桿升降機(jī)構(gòu)將其內(nèi)的粉末材料升高一個鋪粉層所需高度，此時鋪粉刷13將高于該粉料缸上表面的粉末材料推送、平鋪至該成型缸的零件成型面上后退回初始位置；接著，供激光器12在該成型缸2上方發(fā)射激光束17，以對進(jìn)行激光選區(qū)熔化作業(yè)；

步驟三：循環(huán)步驟二，直至各個成型缸內(nèi)的零件加工完成。

上述步驟二所述鋪粉作業(yè)過程中，剩余的粉末由粉末回收室1收集。

本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果：

本實用新型在一個旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置三個成型缸，在一個旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置三個粉料缸；根據(jù)零件的加工要求，可在粉料缸內(nèi)盛裝不同材質(zhì)的粉末。鋪粉機(jī)構(gòu)進(jìn)行鋪粉作業(yè)時，鋪粉臂攜帶鋪粉刷沿著直線導(dǎo)軌的軌跡往復(fù)運動；鋪粉刷往復(fù)運動所覆蓋的區(qū)域為預(yù)鋪粉區(qū)域；當(dāng)其中一個粉料缸和其中一個成型缸旋轉(zhuǎn)至該預(yù)鋪粉區(qū)域時，即正對直線導(dǎo)軌，鋪粉刷將高于成型缸上表面的粉末推送、平鋪至該成型缸的成型平面上。采用這種結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了異種材料的整體成形，突破了激光選區(qū)熔化成形單一材料零部件的局限性，極大拓展該技術(shù)的應(yīng)用范圍。

本實用新型采用多缸組合，不僅結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷，而且能在一次準(zhǔn)備工作中，實現(xiàn)多個零件的循環(huán)加工，從而大大提高了工作效率，節(jié)約了生產(chǎn)時間及成本。

附圖說明

圖1為本實用新型旋轉(zhuǎn)式多缸多材料激光選區(qū)熔化成型裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為密封金屬蓋結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。

實施例

如圖1至4所示。本實用新型公開了一種旋轉(zhuǎn)式多缸多材料激光選區(qū)熔化成型裝置，包括成型室，置于其內(nèi)的成型缸機(jī)構(gòu)、粉料缸機(jī)構(gòu)、鋪粉機(jī)構(gòu)和激光器12；所述成型缸機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3，所述粉料缸機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5；

所述旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3和旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5并排設(shè)置在鋪粉機(jī)構(gòu)的一側(cè)；旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3的成型缸轉(zhuǎn)軸6和旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5的粉料缸轉(zhuǎn)軸7連成的直線與鋪粉機(jī)構(gòu)的直線導(dǎo)軌9相平行；鋪粉機(jī)構(gòu)鋪粉刷作業(yè)時，將旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5上的粉末平鋪至旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3上，供激光器12在旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3上方進(jìn)行激光選區(qū)熔化作業(yè)。

所述旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3包括一個圓形平面，圓形平面內(nèi)嵌合有三個結(jié)構(gòu)相同、且等角度對稱分布在其周緣的成型缸2；這三個成型缸2的上邊緣與圓形平面的上表面在同一水平面；

所述旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5包括一個圓形平面，圓形平面內(nèi)嵌合有三個結(jié)構(gòu)相同、且等角度對稱分布在其周緣的粉料缸4；這三個粉料缸4的上邊緣與圓形平面的上表面在同一水平面；

鋪粉機(jī)構(gòu)進(jìn)行鋪粉作業(yè)時，鋪粉臂10攜帶鋪粉刷13沿著直線導(dǎo)軌9的軌跡往復(fù)運動；鋪粉刷13往復(fù)運動所覆蓋的區(qū)域為預(yù)鋪粉區(qū)域；

當(dāng)其中一個粉料缸4和其中一個成型缸2旋轉(zhuǎn)至該預(yù)鋪粉區(qū)域時，即正對直線導(dǎo)軌9，鋪粉刷13將高于成型缸2上表面的粉末推送、平鋪至該成型缸2的成型平面上。

所述成型缸轉(zhuǎn)軸6的軸線位置與旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3的圓形平面的圓心同軸；所述粉料缸轉(zhuǎn)軸7的軸線位置與旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5的圓形平面的圓心同軸；

當(dāng)所述粉料缸轉(zhuǎn)軸7轉(zhuǎn)動時，這三個粉料缸4圍繞粉料缸轉(zhuǎn)軸7作圓周運動，它們的位置分別在預(yù)鋪粉區(qū)域交替或交替停留；當(dāng)所述成型缸轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動時，這三個成型缸2圍繞成型缸轉(zhuǎn)軸6作圓周運動，它們的位置分別在預(yù)鋪粉區(qū)域交替或交替停留。

所述粉料缸4和成型缸2旋轉(zhuǎn)至預(yù)鋪粉區(qū)域的旋轉(zhuǎn)角度為120°；所述粉料缸4和成型缸2上方分別蓋設(shè)有密封金屬蓋18，在該密封金屬蓋18上對應(yīng)于鋪粉區(qū)域側(cè)開設(shè)有粉料缸工位開口和成型缸工位開口；密封金屬蓋18用于防止鋪粉和加工過程中各粉料缸4及成型缸2之間的粉末流竄、飛濺等；密封金屬蓋18不跟隨成型缸轉(zhuǎn)軸6和粉料缸轉(zhuǎn)軸7轉(zhuǎn)動；密封金屬蓋18的上平面與鋪粉底臺15上表面齊平，保證鋪粉過程中粉末無障礙通過。

所述旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3和旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5轉(zhuǎn)動時為順時針或者逆時針轉(zhuǎn)動。

所述鋪粉臂10、旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3和旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5的運動由各自的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動；所述成型缸2的左側(cè)設(shè)有粉末回收室1，用于收集鋪粉過程中多余的粉末。

所述旋轉(zhuǎn)式成型缸機(jī)構(gòu)3和旋轉(zhuǎn)式粉料缸機(jī)構(gòu)5均由各自獨立的絲桿升降機(jī)構(gòu)。

所述三個粉料缸4為矩形結(jié)構(gòu)，他們可分別用于盛裝相同或者不同材質(zhì)的金屬粉末；所述鋪粉機(jī)構(gòu)的直線導(dǎo)軌9置于獨立的隔倉內(nèi)，以避免粉末污染直線導(dǎo)軌9。

本實用新型旋轉(zhuǎn)式多缸多材料激光選區(qū)熔化成型裝置的運行方法，可通過如下步驟實現(xiàn)：

步驟一：啟動激光選區(qū)熔化成型裝置，根據(jù)成型零件材料屬性要求，將所需材質(zhì)的粉末添加至相應(yīng)的粉料缸4內(nèi)；做好作業(yè)前成型基板裝載、抽真空和通保護(hù)氣準(zhǔn)備工作；

步驟二：根據(jù)加工要求，將該成型缸2轉(zhuǎn)動至預(yù)鋪粉區(qū)域；根據(jù)該成型缸成型零件16所需要的粉末材質(zhì)的要求，將裝有相應(yīng)粉末材質(zhì)的粉料缸4轉(zhuǎn)動至預(yù)鋪粉區(qū)域；接著該粉料缸4的絲桿升降機(jī)構(gòu)將粉料缸4內(nèi)的粉末升高一個鋪粉層高度，此時鋪粉刷13將高于粉料缸4上表面的粉末推送、平鋪至該成型缸2的成型平面上后退回初始位置，完成一次鋪粉作業(yè)；鋪粉作業(yè)過程中，剩余的粉末由粉末回收室1收集；接著，供激光器12在該成型缸2上方發(fā)射激光束17，以對進(jìn)行激光選區(qū)熔化作業(yè)；

激光器12完成該層零件的激光加工并下降一個層厚作業(yè)，若該零件下一層所需粉末與上一層粉末材料不同時，將另一個裝有其所需粉末材料的粉料缸轉(zhuǎn)動至預(yù)鋪粉區(qū)域，由該粉料缸的絲桿升降機(jī)構(gòu)將其內(nèi)的粉末材料升高一個鋪粉層所需高度，此時鋪粉刷13將高于該粉料缸上表面的粉末材料推送、平鋪至該成型缸的零件成型面上后退回初始位置；接著，供激光器12在該成型缸2上方發(fā)射激光束17，以對進(jìn)行激光選區(qū)熔化作業(yè)；

步驟三：循環(huán)步驟二，直至各個成型缸內(nèi)的零件加工完成。

如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。

本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。