本實(shí)用新型屬于選區(qū)激光熔化(SLM)增材制造裝備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種SLM設(shè)備專用的基板、刮刀相對位置測量裝置。
背景技術(shù):
選區(qū)激光熔化金屬3D打印是在計算機(jī)程序的控制下利用高能量密度激光束進(jìn)行掃描,將預(yù)先鋪設(shè)好的金屬粉末層進(jìn)行選擇性熔化并與基體冶金結(jié)合,然后不斷逐層鋪粉并掃描,最終完成三維金屬零部件的制造過程。選區(qū)激光熔化3D打印技術(shù)是目前高端制造領(lǐng)域應(yīng)用較多的一種3D打印技術(shù)。該設(shè)備可制造復(fù)雜形狀的金屬零件,其成型件力學(xué)性能好、精度高,在醫(yī)療、航空航天、產(chǎn)品研發(fā)等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用。
選區(qū)激光熔化技術(shù)采用鋪粉方式預(yù)置粉末,其裝備中基板和刮刀是實(shí)現(xiàn)鋪粉的關(guān)鍵部件,由于金屬3D打印零部件是通過逐層鋪粉掃描完成三維構(gòu)建的,因此,首層粉末的鋪置效果至關(guān)重要,為了保證首層粉末的厚度均勻性,需要精確調(diào)整基板的水平以及基板與刮刀之間的間隙。通常需要保證基板X、Y兩個方向的水平跳動在±0.03mm以內(nèi),其次要保證基板與刮刀之間的間隙小于0.05mm。
現(xiàn)有的SLM設(shè)備基板和刮刀相對位置的調(diào)整方法是手工測量配合手動調(diào)整,具體是:手動降低平臺,使基板與刮刀距離約3.5mm,將刮刀移動到距基板左端5mm左右的上方,用0.95-0.8mm規(guī)格的4把塞尺并攏,選取基板和刮刀之間三個不同位置塞入,測量間距。然后,控制基板上升1.5mm,在X、Y方向使用百分表反復(fù)測量基板水平跳動,直至調(diào)整百分表讀數(shù)在±0.03mm以內(nèi)。隨后,基板上升1mm,刮刀移動到基板左上方,用0.95mm塞尺測量間隙,基板再上升0.3mm,用0.65mm塞尺再次嘗試,如果可以塞入,則將刮刀移動到基板右上方,用同樣塞尺塞入,最終直至調(diào)整基板與刮刀之間的間隙小于0.05mm。
從上述方法可以看出,現(xiàn)有的SLM設(shè)備基板和刮刀相對位置的調(diào)整過程十分繁瑣,導(dǎo)致3D打印裝備的工作準(zhǔn)備時間很長,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。主要原因是期間多次使用百分表和塞尺作為測量工具,因此,有必要發(fā)明一種SLM設(shè)備專用的基板、刮刀相對位置測量裝置,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量工具,減少人工測量和讀數(shù),縮短準(zhǔn)備工作時間,提高調(diào)整精度和生產(chǎn)效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提供了一種SLM設(shè)備專用的基板、刮刀相對位置測量裝置,其中,包括支架、發(fā)射器、接收器、數(shù)據(jù)線及外接控制器;
所述支架兩端分別連接發(fā)射器底座和接收器底座,所述發(fā)射器底座滑動連接于SLM設(shè)備的粉末收集倉左側(cè)的導(dǎo)軌,所述接收器底座滑動連接于SLM設(shè)備的粉末供給艙右側(cè)的軌道;
所述發(fā)射器和接收器分別設(shè)于發(fā)射器底座和接收器底座上,且發(fā)射器及接收器的中心線對準(zhǔn)基板和刮刀之間的縫隙;
所述發(fā)射器和接收器通過數(shù)據(jù)線連接外接控制器,用于控制發(fā)射器和接收器,并顯示基板和刮刀的間隙數(shù)值。
優(yōu)選的,所述發(fā)射器及接收器分別通過螺栓孔定位安裝于發(fā)射器底座和接收器底座,所述發(fā)射器底座及接收器底座通過螺栓與支架兩端連接。
優(yōu)選的,所述發(fā)射器底座及接收器底座均帶有L型滑軌,用于與SLM設(shè)備的導(dǎo)軌滑動連接。
優(yōu)選的,所述支架為U型剛性支架,該支架的U型高度高于刮刀的高度。
優(yōu)選的,所述的U型支架設(shè)有伸縮機(jī)構(gòu),用于調(diào)節(jié)U型支架的開口寬度尺寸,以適應(yīng)不同規(guī)格的SLM設(shè)備。
優(yōu)選的,所述發(fā)射器采用綠色LED光源,發(fā)射器內(nèi)部設(shè)有遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng),用于將LED光轉(zhuǎn)化為均一的平行光。
優(yōu)選的,所述外接控制器設(shè)有微調(diào)按鈕,用于調(diào)整基板的位置。
相對于現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型的SLM設(shè)備專用的基板、刮刀相對位置測量裝置,采用二維透過型測量原理,可識別被測物體的傾斜度,并自動進(jìn)行校正,可進(jìn)行多點(diǎn)測量,能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的百分表和塞尺等測量工具,減少了人工測量和讀數(shù)浪費(fèi)的時間,根據(jù)液晶屏顯示的間隙數(shù)據(jù)可以精準(zhǔn)的調(diào)整平臺位置,極大地縮短了3D打印的準(zhǔn)備工作時間,提高了首層鋪粉質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中測量裝置的俯視結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中測量裝置的主視結(jié)構(gòu)圖。
附圖標(biāo)記說明:支架1、發(fā)射器2、發(fā)射器底座21、接收器3、接收器底座31、數(shù)據(jù)線4、外接控制器5、粉末收集倉6、導(dǎo)軌7、粉末供給艙8、基板9、刮刀10。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型的構(gòu)造、形狀及特點(diǎn)進(jìn)一步詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)理解,本實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型,而不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
圖1為一種SLM設(shè)備專用的基板、刮刀相對位置測量裝置的俯視結(jié)構(gòu)圖,其中,包括支架1、發(fā)射器2、接收器3、數(shù)據(jù)線4及外接控制器5;
所述支架1兩端分別連接發(fā)射器底座21和接收器底座31,所述發(fā)射器底座21滑動連接于SLM設(shè)備的粉末收集倉6左側(cè)的導(dǎo)軌7,所述接收器底座31滑動連接于SLM設(shè)備的粉末供給艙8右側(cè)的軌道7;
所述發(fā)射器2和接收器3分別設(shè)于發(fā)射器底座21和接收器底座31上,且發(fā)射器2及接收器3的中心線對準(zhǔn)基板9和刮刀10之間的縫隙;
所述發(fā)射器2和接收器3通過數(shù)據(jù)線4連接外接控制器5,用于控制發(fā)射器2和接收器3,并顯示基板9和刮刀10的間隙數(shù)值。
其中,所述發(fā)射器2及接收器3分別通過螺栓孔定位安裝于發(fā)射器底座21和接收器底座31,所述發(fā)射器底座21及接收器底座31通過螺栓與支架1兩端連接。
所述發(fā)射器底座21及接收器底座31均帶有L型滑軌,用于與SLM設(shè)備的導(dǎo)軌7滑動連接。
所述支架1為U型剛性支架,該支架1的U型高度高于刮刀10的高度。
所述的U型支架設(shè)有伸縮機(jī)構(gòu),用于調(diào)節(jié)U型支架的開口寬度尺寸,以適應(yīng)不同規(guī)格的SLM設(shè)備。
所述發(fā)射器2采用綠色LED光源,發(fā)射器2內(nèi)部設(shè)有遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng),用于將LED光轉(zhuǎn)化為均一的平行光。
所述外接控制器5設(shè)有微調(diào)按鈕,用于調(diào)整基板9的位置。
本實(shí)用新型使用時,先將刮刀10移動至基板9的中間位置,再將調(diào)整好跨度的支架1、發(fā)射器2、發(fā)射器底座21、接收器3、接收器底座31組件呈倒U字型放入,使發(fā)射器底座21的L形滑軌緊貼在SLM裝備粉末收集艙6的左側(cè)邊沿軌道7,使接收器底座31的L形滑軌緊貼在SLM裝備的粉末供給艙8的右側(cè)邊沿軌道7,此時打開外接控制器5,根據(jù)其顯示屏上顯示的基板9和刮刀10間隙的數(shù)據(jù),調(diào)整基板9,使該間隙達(dá)到2mm,此時手動推動支架1測量Y軸方向兩端和中間三個位置的間隙,通過顯示數(shù)據(jù),手動點(diǎn)擊微調(diào)按鈕調(diào)整基板9在Y軸方向的水平,保證外接控制器5顯示屏顯示的間隙數(shù)值變化不超過0.03mm,接下來控制刮刀10沿X軸方向移動,通過顯示數(shù)據(jù),手動點(diǎn)擊微調(diào)按鈕,調(diào)整基板9在X軸方向的水平,保證外接控制器5顯示屏顯示的間隙數(shù)值變化不超過0.03mm,完成上述步驟后,直接上升基板9,直至顯示屏間隙測量值為0.05mm。
以上對本實(shí)用新型的描述僅是說明性的,而非限制性的,本專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對其進(jìn)行許多修改、變化或等效,但是它們都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。