一种提高选择性激光烧结3d打印零件强度的装置及方法
【具体实施方式】
[0015]本发明提供了一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的装置，如图1所示，由激激光单元、铺粉单元、压紧单元和粉末加热单元组成；激光单元主要包括CO2激光发射器I和扫描振镜2 ;铺粉单元主要包括粉末5、成型缸活塞7、粉末缸活塞8和铺粉辊子9 ;压紧单元包括控制光学石英玻璃面板移动的压紧步进电机(图中未画出)和丝杠3、光学石英玻璃面板4 ;加热单元包括电阻加热器和热电偶10。
[0016]本发明一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的装置中，CO2激光发射器I发出紫外线激光束，激光束经过扫描振镜2反射到成型缸活塞7上的粉末层表面；扫描镜振2的转动通过电脑控制，三维模型数据通过计算机切片、规划路径，然后通过控制扫描振镜2的转动使激光束依照计算机所规划路径照射在粉末5表面；粉末缸活塞8上升一个层厚的高度，铺粉辊子9从粉末缸向成型缸移动，在成型缸活塞7表面均匀铺满一层粉末5 ;在成型缸活塞7正上方平行放置一块光学石英玻璃面板4，光学石英玻璃面板4上下移动通过压紧步进电机与丝杠3实现。在铺粉过程结束后，光学石英玻璃面板4向下移动，使粉末层形变一定量之后停止，激光开始选择性烧结过程，烧结完成后光学石英玻璃面板4向上移动一定距离，使铺粉辊子9可以顺利通过，进行下一次铺粉过程；电阻加热器10加热粉末5温度至熔点之下，热电偶10保持粉末5温度恒定。
[0017]本发明一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的装置中，光学石英玻璃面板4与已成型制品6接触的那个平面做防粘处理，贴上防粘膜，或进行镀层等防粘涂层处理，或喷涂防粘剂。也可以在粉末5烧结后，CO2激光发射器I停止工作一定时间间隔，使烧结的表面有一定的冷却，再移开光学石英玻璃面板4。
【主权项】
1.一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的装置，其特征在于:主要包括激光单元、铺粉单元、压紧单元和粉末加热单元，激光单元主要包括CO2激光发射器和扫描振镜；压紧单元主要包括成型缸、成型缸活塞、粉末缸，粉末缸活塞、成型缸步进电机和粉末缸步进电机，成型缸与粉末缸并行相邻放置；铺粉单元主要包括铺粉辊、光学石英玻璃板、控制光学石英玻璃面板上下移动的丝杠和压紧步进电机，铺粉辊放置在成型缸与粉末缸上方，铺粉辊将铺粉从粉末缸上方刮到成型缸上方，铺粉辊每次在成型缸内铺粉一个层厚，光学石英玻璃面板位于成型缸活塞上方，光学石英玻璃面板的截面尺寸与成型缸活塞的截面尺寸相同；粉末加热单元主要包括电阻加热器和热电偶；激光单元主要包括CO2激光发射器和扫描振镜位于光学石英玻璃面板上方。
2.采用权利要求1所述的一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的装置的方法，其特征在于:第一步，将铺粉加入到粉末缸中，打开电阻加热器加热粉末材料温度至熔点之下，依靠热电偶保持粉末温度恒定在设定值，成型缸活塞上移与光学石英玻璃面板接触；第二步，调整成型缸活塞下降一个层厚，光学石英玻璃面板向上移动一定距离，使铺粉辊子可以顺利通过，光学石英玻璃面板上下移动通过步进电机与滚珠丝杠实现；第三步，粉末缸上升一个层厚的高度，铺粉辊子从粉末缸向成型缸移动，在成型缸活塞表面均匀铺满一层粉末；第四步，光学石英玻璃面板向下移动，使粉末层形变一定量之后停止；第五步，CO2激光发射器开始选择性烧结过程，0)2激光发射器发出紫外线激光束，激光束经过扫描振镜反射透过光学石英玻璃面板照射在成型缸活塞上的粉末层表面扫描振镜的转动角度通过电脑控制，三维模型数据通过计算机切片、规划路径，然后通过控制扫描振镜的转动使激光依照计算机所规划路径照射在粉末表面，每层烧结结束后关闭激光发射器，在下一层烧结开始时打开激光发射器；重复上述第二步至第五步，直至最后一层铺粉在成型缸活塞表面上铺好，光学石英玻璃面板将铺粉压实后抬起一小段距离，再进行激光束烧结，至此成型制品制作完成。
3.根据权利要求2所述的一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的方法，其特征在于:最后一层铺粉的过程也可以重复第二步至第五步，铺粉被烧结后光学石英玻璃面板压制至成型制品表面冷却凝固，再移开光学石英玻璃面板后取出成型制品。
4.根据权利要求2所述的一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的方法，其特征在于:光学石英玻璃面板与成型制品接触的那个平面做防粘处理。
5.根据权利要求4所述的一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的方法，其特征在于:光学石英玻璃面板与成型制品接触的那个平面贴上防粘膜。
6.根据权利要求4所述的一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的方法，其特征在于:光学石英玻璃面板与成型制品接触的那个平面进行防粘涂层处理。
7.根据权利要求4所述的一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的方法，其特征在于:光学石英玻璃面板与成型制品接触的那个平面喷涂防粘剂。
【专利摘要】本发明公开了一种提高选择性激光烧结3D打印零件强度的装置及方法，装置主要包括激光单元、铺粉单元、压紧单元和粉末加热单元，在成型活塞正上方平行放置一块与成型缸活塞形状相同的石英玻璃面板，石英玻璃面板通过步进电机与滚珠丝杠实现上下移动，每层烧结完成后玻璃面板向上移动一定距离，可使铺粉辊子顺利通过，进行下一次铺粉过程，运用光学石英玻璃面板既可以透过激光又可以施加压紧力压紧粉末，可以避免因粉末中存在气孔使在烧结过程后内部出现孔洞影响制品强度，并提高制品表面质量。成型制品的最顶层表面不与石英玻璃面板接触而发生粘接。也可以铺粉被烧结后石英玻璃面板压制至成型制品表面冷却凝固，再移开石英玻璃面板后取出成型制品。
【IPC分类】B22F3-105, B33Y30-00
【公开号】CN104785780
【申请号】CN201510219968
【发明人】谭晶, 迟百宏, 阎华 , 谢鹏程, 焦志伟, 丁玉梅, 杨卫民
【申请人】北京化工大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月30日
文档序号 :
【 8464968 】
技术研发人员：谭晶,迟百宏,阎华,谢鹏程,焦志伟,丁玉梅,杨卫民
技术所有人：北京化工大学
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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