基于激光投影熔融烧结的3D打印机制造技术

本实用新型专利技术公开一种基于激光投影熔融烧结的3D打印机包括投影式激光加热系统、成型机构、供粉机构、铺粉机构、工作台和主控电路；所述投影式激光加热系统采用激光投影式加热的方式熔融烧结铺设于工作区的粉体材料，所述成型系统包括打印室，所述打印室内设有一可上下活动的底板；所述供粉机构包括第一供粉缸，所述第一供粉缸设于所述成型机构的一侧，用于提供3D打印烧结的原料；所述铺粉机构包括滑轨和可在滑轨上滑动的第一铺粉辊筒，所述第一铺粉辊筒将所述第一供粉缸中的粉体材料铺设到所述打印室的底板上；所述主控电路控制所述投影式激光加热系统在所述成型机构的投影形状。本实用新型专利技术技术方案可以提高3D打印的效率。

3D Printer Based on Laser Projection Fusion Sintering

The utility model discloses a 3D printer based on laser projection melting sintering, which comprises a projection laser heating system, a forming mechanism, a powder feeding mechanism, a powder spreading mechanism, a worktable and a main control circuit. The projection laser heating system uses a laser projection heating method to melt and sinter powder materials laid on the working area, and the forming system comprises a printing room and a printing room. The powder feeding mechanism comprises a first powder feeding cylinder, which is arranged on one side of the forming mechanism to provide raw materials for 3D printing and sintering; the powder laying mechanism comprises a slide rail and a first powder laying roller sliding on the slide rail, and the first powder laying roller lays the powder material in the first powder feeding cylinder into the printing room. The main control circuit controls the projection shape of the projection laser heating system in the forming mechanism. The technical scheme of the utility model can improve the efficiency of 3D printing.

【技术实现步骤摘要】
基于激光投影熔融烧结的3D打印机
本技术涉及3D打印
，特别涉及一种基于激光投影熔融烧结的3D打印机。
技术介绍
3D打印技术自1986美国科学家CharlesHull开发了第一台商业3D印刷机之后的发展给制造业带来了一个新的方向，随着近些年的发展，可采用3D打印的产品越来越多，3D打印涉足的制作领域也越来越广泛。其中，选择性激光烧结(SelectiveLaserSintering，简称SLS)是近年来发展最为迅速的快速成型技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造，不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，应用范围广。选择性激光烧结工艺的基本过程是：送粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉辊筒将一层粉末材料平铺在成型缸已成型零件的上表面，加热装置将粉末加热至设定的粉末烧结温度，振镜系统控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末的温度升至熔化点，粉末熔化烧结并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉辊筒又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个原型制造。但是SLS技术是点线式加热，路径扫描加热周期较长，制约3D打印的效率的提升。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种基于激光投影熔融烧结的3D打印机，旨在提升3D打印机的打印效率。为实现上述目的，本技术提出的基于激光投影熔融烧结的3D打印机包括投影式激光加热系统、成型机构、供粉机构、铺粉机构、工作台和主控电路；所述投影式激光加热系统采用激光投影式加热的方式熔融烧结铺设于工作区的粉体材料，所述成型系统包括打印室，所述打印室内设有一可上下活动的底板；所述供粉机构包括第一供粉缸，所述第一供粉缸设于所述成型机构的一侧，用于提供3D打印烧结的原料；所述铺粉机构包括滑轨和可在滑轨上滑动的第一铺粉辊筒，所述第一铺粉辊筒将所述第一供粉缸中的粉体材料铺设到所述打印室的底板上；所述投影式激光加热系统的投影加热面覆盖所述底板上的粉体材料；所述打印室的开口端、所述第一供粉缸的开口端均与所述工作台持平，且在打印过程中，所述第一供粉缸内的粉体材料和铺设于所述工作台的粉体材料均与所述工作台持平。优选地，所述基于激光投影熔融烧结的3D打印机还包括主控电路，所述投影式激光加热系统电连接于所述主控电路。优选地，所述供粉机构还包括第二供粉缸，所述第一供粉缸和所述第二供粉缸分设于所述成型机构两侧；所述第一供粉缸和所述第二供粉缸内分别设有第一活塞和第二活塞，以保持所述第一供粉缸和所述第二供粉缸内的粉体材料的上表面与所述工作台持平。优选地，所述打印室内设有连接所述底板的第三活塞。优选地，所述铺粉机构还包括可在所述滑轨上滑动的第二铺粉辊筒，所述第二铺粉辊筒与所述第一铺粉辊筒平行设置；以与所述第一铺粉辊筒协同向所述成型机构铺粉。优选地，所述基于激光投影熔融烧结的3D打印机还包括用于预热所述供粉机构及打印室内的粉体材料的预热机构、用于监控所供粉机构内的粉体材料温度的第一温度传感器和用于监控所述打印室内待烧结粉体材料层温度的第二温度传感器，所述预热机构、所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均电连接于所述主控电路。优选地，所述投影式激光加热系统具有第一投影方向和第二投影方向，所述第一投影方向朝向所述底板，以熔融烧结铺设于底板上的粉体材料；所述第二投影方向朝向所述第一供粉缸的侧壁。优选地，所述投影式激光加热系统还具有第三投影方向和/或第四投影方向；所述第三投影方向朝向所述底板，以熔融烧结铺设于底板上的粉体材料；所述第四投影方向朝向所述第二供粉缸的侧壁。优选地，所述第一供粉缸和所述第二供粉缸外侧设有吸光辅热部件，所述吸光辅热部件用于吸收所述第二投影方向和第四投影方向的激光投影分量，以辅助加热所述第一供粉缸和所述第二供粉缸内的粉体材料。本技术技术方案通过采用投影式激光加热系统对打印区内的粉体材料进行二维平面烧结，以代替目前采用振镜系统逐点逐线进行烧结的SLS技术，可以提高3D打印的效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术基于激光投影熔融烧结的3D打印机一实施例的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100投影式激光加热系统401第一活塞200工作台500第二供粉缸300打印室501第二活塞301第三活塞600第一铺粉辊筒302底板601滑轨400第一供粉缸700反射镜组本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。本技术提出一种基于激光投影熔融烧结的3D打印机，适用于熔融烧结粉体材料进行打印成形的3D打印。在本技术实施例中，如图1所示，该基于激光投影熔融烧结的3D打印机包括投影式激光加热系统100、成型机构、供粉机构、铺粉机构、工作台200和主控电路；所述投影式激光加热系统100采用激光投影式加热的方式熔融烧结铺设于工作区的粉体材料，所述成型系统包括打印室300，所述打印室300中设有一可上下活动的底板302；所述供粉机构包括第一供粉缸400，所述第一供粉缸400设于所述成型机构的一侧，用于提供3D打印烧结的原料；所述铺粉机构包括滑轨601和可在滑轨601上滑动的第一铺粉辊筒600，所述第一铺粉辊筒600将所述第一供粉缸400中的粉体材料铺设到所述打印室300的底板302上；所述投影式激光加热系统100的投影加热面覆盖所述底板302上的粉体材料；所述打印室300的开口端、所述第一供粉缸400的开口端均与所述工作台200持平，且在打印过程中，所述第一供粉缸400内的粉体材料和铺设于所述工作台200的粉体材料均与所述工作台200持平。打印室300中设置可上下移动的底板302，在打印开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光投影熔融烧结的3D打印机，具有一工作台，其特征在于，基于激光投影熔融烧结的3D打印机包括：投影式激光加热系统，用于熔融烧结待烧结粉体材料；成型机构，所述成型机构包括打印室，所述打印室内设有一可在所述打印室内上下活动的底板；供粉机构，用于容置粉体材料，所述供粉机构包括第一供粉缸，所述第一供粉缸设于所述成型机构一侧；铺粉机构，用于将所述供粉机构中的粉体材料铺设于所述成型机构，所述铺粉机构包括滑轨和可以沿所述滑轨滑动的第一铺粉辊筒；所述投影式激光加热系统的投影加热面覆盖所述底板上的粉体材料。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光投影熔融烧结的3D打印机，具有一工作台，其特征在于，基于激光投影熔融烧结的3D打印机包括：投影式激光加热系统，用于熔融烧结待烧结粉体材料；成型机构，所述成型机构包括打印室，所述打印室内设有一可在所述打印室内上下活动的底板；供粉机构，用于容置粉体材料，所述供粉机构包括第一供粉缸，所述第一供粉缸设于所述成型机构一侧；铺粉机构，用于将所述供粉机构中的粉体材料铺设于所述成型机构，所述铺粉机构包括滑轨和可以沿所述滑轨滑动的第一铺粉辊筒；所述投影式激光加热系统的投影加热面覆盖所述底板上的粉体材料。2.如权利要求1所述的基于激光投影熔融烧结的3D打印机，其特征在于，所述基于激光投影熔融烧结的3D打印机还包括主控电路，所述投影式激光加热系统电连接于所述主控电路。3.如权利要求1所述的基于激光投影熔融烧结的3D打印机，其特征在于，所述供粉机构还包括第二供粉缸，所述第一供粉缸和所述第二供粉缸分设于所述成型机构两侧；所述第一供粉缸和所述第二供粉缸内分别设有第一活塞和第二活塞，以保持所述第一供粉缸和所述第二供粉缸内的粉体材料的上表面与所述工作台持平。4.如权利要求2所述的基于激光投影熔融烧结的3D打印机，其特征在于，所述打印室内设有连接所述底板的第三活塞。5.如权利要求2所述的基于激光投影熔融烧结的3D打印机，其特征在于，所述铺粉机构还包括可在所述滑轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴敏，刘业，蒋荣归，顾晓川，
申请(专利权)人：深圳升华三维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44