一种基于SLM激光快速成形的控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于SLM激光快速成形的控制系统，包括PC机、人机对话装置、SLM激光快速成形控制系统、SLM激光快速成形装置、激光振镜控制系统、激光振镜装置；所述的PC机，上端通过RS232与人机对话装置相连，实现人机交互式的对话；所述的包括PC机，右端分别与SLM激光快速成形控制系统、激光振镜控制系统相连，所述的SLM激光快速成形控制系统还与SLM激光快速成形装置相连，用于实现SLM激光快速成形的智能化刮粉、成形、送粉、铺粉的运动控制；所述的激光振镜控制系统还与激光振镜装置相连，用于实现激光的扫描运动控制。本实用新型专利技术实现SLM激光快速成形中刮粉、成形、送粉、铺粉及激光的扫描x轴、y轴运动智能化的控制，节省了人力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于SLM激光快速成形的控制系统，包括PC机、人机对话装置、SLM激光快速成形控制系统、SLM激光快速成形装置、激光振镜控制系统、激光振镜装置；所述的PC机，上端通过RS232与人机对话装置相连，实现人机交互式的对话；所述的包括PC机，右端分别与SLM激光快速成形控制系统、激光振镜控制系统相连，所述的SLM激光快速成形控制系统还与SLM激光快速成形装置相连，用于实现SLM激光快速成形的智能化刮粉、成形、送粉、铺粉的运动控制；所述的激光振镜控制系统还与激光振镜装置相连，用于实现激光的扫描运动控制。本技术实现SLM激光快速成形中刮粉、成形、送粉、铺粉及激光的扫描x轴、y轴运动智能化的控制，节省了人力，提高了生产效率，能够产生很好的经济效益和社会效益。【专利说明】一种基于SLM激光快速成形的控制系统
本技术属于机械工程、计算机控制、CAD、数控技术、传感技术、检测技术、激光 材料技术的领域，具体涉及SLM激光快速成形的控制系统，更具体的说，涉及一种基于SLM激 光快速成形的控制系统。
技术介绍
传统模式的制造业进行的是一种高成本、低产量、周期长的生产模式，导致产品的 零售价格，而工资的增长比率比物价上涨的幅度低，而且批量生产模式难以满足日益个性 化的用户需求，需求导向的社会化生产将更具优势。从新经济角度，3D打印的"制造+服务" 模式会改变人类现有的生活方式。在新经济的发展过程中，通过持续的科技创新和劳动力 水平提升，面向人们基本生存需要的农业和制造业的占比日益降低，以满足人类更高层次 需求为目的的服务业愈发重要。随着生产力水平的提升，人们开始在集约生产带来的同质 化消费之上追求更高层次的个性化、定制化服务。新媒体、社交网络满足了人类在精神层面 的个性化需求，而3D打印正是实现物质个性化的最佳解决方案。 3D打印技术俗称为快速成形技术，又称快速原型制造 （Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，它是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20 年来制造领域的一个重大成果。3D打印（3Dprinting)是制造业领域正在迅速发展的一项新 兴技术，被称为"具有工业革命意义的制造技术"。运用该技术进行生产的主要流程是:应用 计算机软件，设计出立体的加工样式，然后通过特定的成型设备（俗称"3D打印机"），用液 化、粉末化、丝化的固体材料逐层"打印"出产品。3 D打印是"增材制造" (AdditiveManufacturing)的主要实现形式。 3D打印技术的存在的问题： 任何一个产品都应该具有功能性，而如今由于受材料等因素限制，通过3D打印制 造出来的产品在实用性上要打一个问号。 (1)、强度问题：房子、车子固然能"打印"出来，但是否能抵挡得住风雨，是否能在 路上顺利跑起来？ (2)、精度问题：由于分层制造存在"台阶效应"，每个层次虽然很薄，但在一定微观 尺度下，仍会形成具有一定厚度的一级级"台阶"，如果需要制造的对象表面是圆弧形，那 么就会造成精度上的偏差； (3)、材料的局限性：目前供3D打印机使用的材料非常有限，无外乎石膏、无机粉 料、光敏树脂、塑料等。能够应用于3D打印的材料还是很单一，以塑料为主，并且打印机对单 一材料也非常挑剔。 SLM激光快速成形是"增材制造"（AdditiveManufacturing)的主要实现形式。 近年来，诞生了选择性激光恪化(Selective Laser Melting，SLM)金属粉末的快 速成型技术，用它能直接成型出接近完全致密度的金属零件。SLM技术克服了选择性激光烧 结(Selective Laser SinteringALS)技术制造金属零件工艺过程复杂的困扰。 选择性激光熔化技术(简称SLM技术），是目前较为先进的激光快速成形技术。SLM 激光快速成形集成了机械工程、计算机控制、CAD、数控技术、检测技术、激光材料等各种学 科的前沿技术，是一种典型的高新技术。 快速成形技术彻底摆脱了传统的"去除"加工法(部分去除大于工件的毛坯上的材 料来得到工件），而采用全新的"增长"堆积法（用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件，将复 杂的三维加工分解成简单的二维加工的组合），因此，它不必采用传统的加工机床和工模 具，只需传统加工方法的10 %~30%的工时和20%~35%的成本，就能直接制造出产品样 品或模具。由于快速成形具有上述突出的优势，所以近年来发展迅速，已成为现代先进制造 技术中的一项支柱技术，是实现并行工程CE(Concurrent Engineering)必不可少的手段。 国内主要从事SLM激光快速成形技术研究的有西安交通大学、清华大学、华中科技 大学、西北工业大学、南京航空航天大学和上海大学等。清华大学和西安交通大学等还开展 了 RP前端数据转换(反求工程)和后端应用技术的研究。 目前我国正在大力发展飞机制造业，选择性激光熔化技术在飞机零件制造上具有 不可比拟的优势，不仅可以快速地生产出小批量飞机零件，而且在产品开发阶段可大大缩 短样件加工时间，节省大量开发费用。通过以上的分析，SLM技术的优点总结如下： (1)能将CAD模型直接制成终端金属产品，只需要简单的后处理或表面处理工艺。 (2)适合各种复杂形状的工件，尤其适合内部有复杂异型结构（如空腔、三维网 格）、用传统机械加工方法无法制造的复杂工件。 (3)能得到具有非平衡态过饱和固溶体及均匀细小金相组织的实体，致密度几乎 能达到100%，SLM零件机械性能与锻造工艺所得相当。 (4)使用具有高功率密度的激光器，以光斑很小的激光束加工金属，使得加工出来 的金属零件具有很高的尺寸精度(达〇. 1mm)以及很好的表面粗糙度值(Ra = 30u m~50um)。 (5)由于激光光斑直径很小，因此能以较低的功率熔化高熔点金属，使得用单一成 分的金属粉末来制造零件成为可能，而且可供选用的金属粉末种类也大大拓展了。 (6)能采用钛粉、镍基高温合金粉加工解决在航空航天中应用广泛的、组织均匀的 高温合金零件复杂件加工难的问题;还能解决生物医学上组分连续变化的梯度功能材料的 加工问题。 由于SLM技术具有以上优点，它具有广阔的应用前景和广泛的应用范围，如机械领 域的工具及模具(微制造零件、微器件、工具插件、模具等）、生物医疗领域的生物植入零件 或替代零件(齿、脊椎骨等）、电子领域的散热器件、航空航天领域的超轻结构件以及梯度功 能复合材料零件等。 特别是在航空航天领域，应用较多的是典型的多品种小批量生产过程，尤其是在 其研发阶段，SLM技术具有不可比拟的优势。有些复杂的工件，采用机加工不但浪费时间，而 且严重浪费材料，一些复杂结构甚至无法制造;铸造能解决复杂结构的制造问题并提高材 料利用率，但钛和镍等特殊材料的铸造工艺非常复杂，制件性能难以控制;锻造可有效提高 制件性能，但需要昂贵的精密模具和大型的专用装备，制造成本很高。而采用SLM方法则可 以很方便、快捷地制造出这些复杂工件，在产品开发阶段可以大大缩短样件的加工生产时 间，节省大量的开发费用。我国正在全力推进大飞机的研发工作，SLM技术将可以在其中发 挥巨大的作用。 可以说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SLM激光快速成形的控制系统，其特征在于：包括PC机、人机对话装置、SLM激光快速成形控制系统、SLM激光快速成形装置、激光振镜控制系统、激光振镜装置；所述的PC机，上端通过RS232与人机对话装置相连，实现人机交互式的对话；所述的人机对话装置包括触摸屏、打印机、存储器，所述的触摸屏，用于完成SLM激光快速成形中的刮粉、成形、送粉、铺粉及激光的激光扫描x轴、y轴运动控制及添材料加工的人机对话；所述的打印机，用于B4纸打印SLM激光快速成形中的刮粉、成形、送粉、铺粉及激光的激光扫描x轴、y轴运动控制及添材料加工的信息；所述的存储器包括FLASH存储器、RAM存储器，用于SLM激光快速成形的信息；所述的PC机，右端分别与SLM激光快速成形控制系统、激光振镜控制系统相连，所述的SLM激光快速成形控制系统还与SLM激光快速成形装置相连，用于实现SLM激光快速成形的智能化刮粉、成形、送粉、铺粉的运动控制；所述的激光振镜控制系统还与激光振镜装置相连，用于实现激光的扫描运动控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张万军，
申请(专利权)人：张万军，
类型：新型
国别省市：甘肃;62