一种增材制造成形缸及具有该成形缸的增材制造设备制造技术

本发明专利技术公开了一种增材制造成形缸，成形缸内安装有互相配合的带颈法兰和底台；其中，底台具有凸起，凸起横截面形状与带颈法兰颈部横截面形状一致；底台凸起向上放置于成形缸内的活塞支撑板上，带颈法兰颈部向下架设在成形缸缸口，带颈法兰颈部紧密套合在底台凸起上，与底台凸起配合，形成用于零件成形的空腔。本发明专利技术还公开了具有该成形缸的增材制造设备。本发明专利技术扩大了现有增材制造设备的使用范围，减少了粉末浪费，并缩短零件的成形时间。本发明专利技术结构简单，易于大规模推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于增材制造设备
，具体涉及一种增材制造成形缸，还涉及一种具有该成形缸的增材制造设备。
技术介绍
增材制造技术是基于三维CAD模型数据，通过增加材料逐层制造的方式。其是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成形系统，利用高能束将材料进行逐层堆积，最终叠加成形，制造出实体产品。增材制造的工艺方法有很多种，主要分为基于送粉方式和铺粉方式的制造方法。基于铺粉方式的制造方法，其加工过程为：先在计算机上设计出零件的三维模型，然后通过切分软件对该三维模型进行切片分层，得到各截面的轮廓数据，将这些数据导入增材制造设备，铺粉装置按照预定粉末层厚度在成形缸表面铺设一层粉末，设备按照轮廓数据控制高能束选择性地熔化各层粉末材料，逐步堆叠成三维零件。目前，现有的基于铺粉方式的增材制造设备在定型以后，其成形缸尺寸是一定的，不可改变的，因此，无论是在成形大尺寸零件还是小尺寸零件时，铺粉面积都与设备的最大成形面积相等。这样，如果采用成形大尺寸零件的设备成形小尺寸零件时，就会出现严重的粉末浪费情况，同时，也造成了铺粉时间的浪费，小尺寸零件的成形效率也会降低，特别是对于贵重金属，由于粉末过于昂贵，其零件成本及时间成本存在严重浪费。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种增材制造成形缸，解决了现有成形缸成形小尺寸零件时出现粉末浪费的问题。本专利技术的另一个目的是提供一种具有该成形缸的增材制造设备，该设备可利用原有的大尺寸零件成形装置直接打印小尺寸零件，节约成本。本专利技术所采用的第一个技术方案是，一种增材制造成形缸，成形缸内设置有互相配合的带颈法兰和底台；其中，底台具有凸起，凸起横截面形状与带颈法兰颈部横截面形状一致；底台凸起向上安放于成形缸内的活塞支撑板上，带颈法兰颈部向下架设在成形缸的缸口，带颈法兰颈部紧密套合在底台凸起上，与底台凸起配合，形成用于零件成形的空腔。本专利技术成形缸的特点还在于：底台为纵截面为“山”字形的回形台，回形台具有中部凸起及围绕中部凸起设置的四周凸起，中部凸起的高度不低于四周凸起的高度，中部凸起与四周凸起之间设置有回形凹槽；回形凹槽的形状与所述带颈法兰颈部横截面形状一致，所述带颈法兰颈部能插入回形凹槽，与回形凹槽形成紧密嵌套，并能在回形凹槽中上下运动。回形台中部凸起较四周部分高20mm。回形台的外壁紧贴所述成形缸的内壁。带颈法兰以可拆卸的方式架设于成形缸的缸口。带颈法兰颈部、底台凸起的形状和尺寸根据待成形零件的轮廓形状及尺寸确定。本专利技术所采用的第二个技术方案是，具有上述成形缸的增材制造设备。该增材制造设备可为下供粉式增材制造设备，还包括储粉缸，储粉缸内设置有与成形缸内相同的互相配合的带颈法兰和底台。该增材制造设备还可为上粉式增材制造设备。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术增材制造设备中的成形缸通过具有凸起的底台与带颈法兰的配合对增材制造设备成形缸进行重构，能够减小成形缸的成形尺寸，减少粉末浪费，且防止零件在成形过程中发生变形，保证零件的成形质量。该成形缸可广泛用于现有的各种增材制造设备，使得本专利技术的增材制造设备不仅可以制造大尺寸零件也可制造小尺寸零件，无需更换，节约成本，易于大规模推广应用。附图说明图1是本专利技术的增材制造成形缸中带颈法兰的结构示意图；图2是本专利技术的增材制造成形缸中底台的结构示意图；图3是本专利技术的一种实施例的结构示意图；图4是本专利技术的另一种实施例的结构示意图。图中，1.带颈法兰，2.底台，3.储粉缸，4.成形缸，5.活塞支撑板，6.粉末，7.基材，8.铺粉装置，9.落粉装置；1-1.颈部，2-1.凸起，2-2.四周凸起，2-3.回形凹槽。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术并不局限于以下实施方式。本专利技术在现有的增材制造设备的成形缸中设置一套互相配合的带颈法兰1和底台2，底台2具有凸起，凸起2-1横截面的形状与带颈法兰的颈部1-1横截面一致，其尺寸及形状均可根据待成形零件截面尺寸及形状确定，带颈法兰的颈部能套合在凸起上，与凸起形成紧密的套嵌。底台按照凸起2-1向上的方式安放于成形缸内的活塞支撑板5上，既可以直接放置在活塞支撑板上，
也可以通过可拆卸连接固定在活塞支撑板5上。带颈法兰1的外围尺寸大于成形缸的缸口尺寸，使得带颈法兰1可颈部向下架设在成形缸4的缸口，调整带颈法兰1的位置，使其颈部1-1套合在底台的凸起2-1上，并形成空腔。将基材7置于成形缸内的底台凸起2-1上，即底台2与带颈法兰1形成的空腔内，利用活塞的上下进给使其表面与成形平面平齐。成形时，铺粉装置8沿铺粉方向在成形缸基材7表面进行粉末层铺设，然后进行零件单层的扫描成形，完成零件当前层的成形后，成形缸中活塞支撑板带动底台2向下运动一个层厚的距离，基材7随着底台2的移动下降一个层厚的距离，与成形平面平齐，铺粉装置在零件上一层表面铺设粉末，继而成形，如此循环，完成整个小尺寸零件的成形。铺粉装置在重构的成形缸表面进行粉末层铺设，缩小了铺粉面积，减少粉末浪费。为了使带颈法兰与底台能够更好地配合，防止零件在成形过程中沿成形方向发生形变，如图1、2所示，提供了底台的一种结构，底台2为一个纵截面为“山”字形的回形台，回形台具有中部凸起2-1及围绕中部凸起设置的四周凸起2-2，但中部凸起2-1的高度不低于四周凸起2-2的高度，为了方便基材的取放，优选地，中部凸起2-1的高度较四周凸起2-2的高度高约20mm。中部凸起2-1与四周凸起2-2之间形成下陷的回形凹槽2-3。中部凸起2-1横截面的形状、回形凹槽2-3的形状与带颈法兰的颈部1-1横截面的形状一致，带颈法兰的颈部1-1能插入底台的回形凹槽2-3中，并可以在其内上下运动。图中带颈法兰的颈部1-1为方形，回形凹槽2-3为与其相匹配的方形，二者能够配合，并实现紧密套嵌。带颈法兰颈部1-1截面形状与中部凸起2-1的形状不限于图1所示，其形状和尺寸可根据待打印零件的轮廓形状及尺寸进行确定，只要二者能形成紧密套嵌即可。底台2也可为其他形状，如纵截面为倒T形、
长方形、正方形等，只要能与带颈法兰的颈部形成成形空腔且紧密嵌套的任何结构，均可满足本专利技术目的。优选地，上述回形台的外壁紧贴成形缸3的内壁，防止回形台2在成形缸内移动。带颈法兰1以可拆卸的方式架设在成形缸4的缸口，使用时可保证带颈法兰的位置不移动，不需要时可以取下。带颈法兰1的颈部1-1的内壁紧贴底台凸起2-1的外壁，可防止粉末落入中部凸起2-1和颈部1-1之间的缝隙造成浪费，同时防止基材7在空腔内移动。本专利技术通过具有凸起的底台与带颈法兰的配合对增材制造设备中的成形缸进行重构，能够减小成形缸的成形尺寸，减少采用成形大尺寸零件的增材制造设备成形小尺寸零件时产生的粉末浪费；通过底台的回形凹槽与带颈法兰的紧密嵌套，防止零件在成形过程中发生变形，保证零件的成形质量。本专利技术的成形缸可用于多种现有的增材制造设备，如可用于下供粉式增材制造设备，还可用于上落粉增材制造设备。增材制造设备为下供粉式增材制造设备时，为了最大限度节约粉材，在下供粉装置的储粉缸中同样设置上述相互配合的底台与带颈法兰。如图3所示，在该设备的储粉缸3和成形缸4内各装有一套互相配合的带颈法兰1和底台2。两个底台2分别放置在储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增材制造成形缸，其特征在于，成形缸内设置有互相配合的带颈法兰和底台；其中，底台具有凸起，凸起横截面形状与带颈法兰颈部横截面形状一致；底台凸起向上安放于成形缸内的活塞支撑板上，带颈法兰颈部向下架设在成形缸的缸口，带颈法兰颈部紧密套合在底台凸起上，与底台凸起配合，形成用于零件成形的空腔。

【技术特征摘要】
1.一种增材制造成形缸，其特征在于，成形缸内设置有互相配合的带颈法兰和底台；其中，底台具有凸起，凸起横截面形状与带颈法兰颈部横截面形状一致；底台凸起向上安放于成形缸内的活塞支撑板上，带颈法兰颈部向下架设在成形缸的缸口，带颈法兰颈部紧密套合在底台凸起上，与底台凸起配合，形成用于零件成形的空腔。2.根据权利要求1所述的增材制造成形缸，其特征在于，所述底台为纵截面为“山”字形的回形台，回形台具有中部凸起及围绕中部凸起设置的四周凸起，中部凸起的高度不低于四周凸起的高度，中部凸起与四周凸起之间设置有回形凹槽；回形凹槽的形状与所述带颈法兰颈部横截面形状一致，所述带颈法兰颈部能插入回形凹槽，与回形凹槽形成紧密嵌套，并能在回形凹槽中上下运动。3.根据权利要求2所述的增材制造成形缸，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东辉，刘泽众，
申请(专利权)人：西安铂力特激光成形技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61