金属工件的激光3D打印系统技术方案

本实用新型专利技术实施例公开了一种金属工件的激光3D打印系统，包括工控机，连接并由工控机控制的、脉冲可调地出光的激光扫描装置，及连接并由工控机控制的、接受激光扫描装置的扫描以进行金属工件打印的金属池装置。本实用新型专利技术实施例通过在打印金属工件的过程中通过改变激光脉冲宽度来控制激光烧结的程度，改善金属工件在打印过程中出现孔隙、过烧及球化现象的情况，提高金属工件的致密度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光加工
，尤其涉及一种金属工件的激光3D打印系统。
技术介绍
3D打印技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。它无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。激光烧结技术利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，由计算机控制层层堆结成型。激光烧结技术可以使用非常多的粉末材料，并制成相应材质的成品，激光烧结的成品精度好、强度高，但是最主要的优势还是在于金属成品的制作。激光烧结可以直接烧结金属零件，也可以间接烧结金属零件，最终成品的强度远远优于其他3D打印技术。然而，传统金属3D打印工件在接卸性能上存在很大的缺陷，主要表现在由于激光3D打印属于层层堆叠，打印过程中会出现孔隙、过烧现象及球化现象，所以导致打印成的金属工件致密度低。
技术实现思路
本技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种金属工件的激光3D打印系统，以提高激光3D打印金属工件的致密度。为了解决上述技术问题，本技术实施例提出了一种金属工件的激光3D打印系统，包括工控机，连接并由工控机控制的、脉冲可调地出光的激光扫描装置，及连接并由工控机控制的、接受激光扫描装置的扫描以进行金属工件打印的金属池装置。进一步地，金属池装置包括密封腔及设于密封腔内的粉料缸、成型缸及铺粉辊。进一步地，金属池装置还包括连通于密封腔的抽气装置。进一步地，抽气装置与密封腔对应的连通通道上设有粉尘净化器。进一步地，金属池装置还包括连通于密封腔的充气装置。进一步地，激光扫描装置包括：连接于工控机并根据工控机的控制调节脉冲出光的激光器；连接于激光器的扩束装置；及连接于扩束装置、对金属池装置进行激光扫描的振镜透镜组件。进一步地，激光器为脉宽可调节的脉冲激光器。本技术实施例通过提出一种金属工件的激光3D打印系统，在打印金属工件的过程中通过改变激光脉冲宽度来控制激光烧结的程度，改善金属工件在打印过程中出现孔隙、过烧及球化现象的情况，提高金属工件的致密度。附图说明图1是本技术实施例的金属工件的激光3D打印系统的结构示意图。附图标号说明工控机10激光扫描装置20激光器21扩束装置22振镜透镜组件23金属池装置30密封腔31抽气装置32粉尘净化器33充气装置34。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。本技术实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）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，在本技术中若涉及“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。请参照图1，本技术实施例的金属工件的激光3D打印系统主要包括工控机10、激光扫描装置20及金属池装置30。工控机10与激光扫描装置20及金属池装置30连接，并控制激光扫描装置20及金属池装置30。激光扫描装置20包括连接于工控机10并根据工控机10的控制调节脉冲出光的激光器21、连接于激光器21的扩束装置22及连接于扩束装置22并对金属池装置30进行激光扫描的振镜透镜组件23。金属池装置30包括密封腔31、连通于密封腔31的抽气装置32、设在抽气装置32与密封腔31对应的连通通道上的粉尘净化器33及连通于密封腔31的充气装置34。作为一种实施方式，金属池装置30还包括设于密封腔31内的粉料缸、成型缸及铺粉辊（图未示出）。作为一种实施方式，密封腔31内还可以设置多种传感器，用于监视密封腔31内的工作环境和工作状态。作为一种实施方式，抽气装置32可以为真空泵；充气装置34输送的保护气体可以为氩气、氙气及其他惰性气体中的一种或多种，保护气体将金属粉末与空气隔离，从而避免金属粉末氧化。本技术实施例的工作原理为：激光3D打印过程开始后，工控机10控制抽气装置32工作，把密封腔31内空气抽空，然后工控机10控制关闭抽气装置32并打开粉尘净化器33及充气装置34输送保护气体，将密封腔31充满；铺粉辊铺设第一层金属粉末至预定位置，工控机10调节激光器21以预定脉冲出光，控制激光束按第一层的填充扫描路径扫描，烧结所铺设的第一层金属粉末；加工出第一层后，粉料缸上升一定厚度的距离，铺粉辊在已加工好的第一层铺设好第二层金属粉末，工控机10调节激光器21以预定脉冲出光并控制激光束按第二层的填充扫描路径扫描，烧结所铺设的第二层金属粉末；如此层层加工，直到整个金属工件的打印完成。本技术实施例通过对激光束的脉冲宽度进行调节来改变金属粉末吸收的能量，进而改变金属粉末的金属颗粒的熔化量，从而降低金属熔体粘度和表面张力，增加熔池深度和宽度，使得金属颗粒间的粘结力增加，进而增加金属工件的致密度。尽管已经示出和描述了本技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由所附权利要求及其等同范围限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属工件的激光3D打印系统，其特征在于，所述激光3D打印系统包括：工控机；连接并由工控机控制的、脉冲可调地出光的激光扫描装置；及连接并由工控机控制的、接受激光扫描装置的扫描以进行金属工件打印的金属池装置。

【技术特征摘要】
1.一种金属工件的激光3D打印系统，其特征在于，所述激光3D打印系统包括：工控机；连接并由工控机控制的、脉冲可调地出光的激光扫描装置；及连接并由工控机控制的、接受激光扫描装置的扫描以进行金属工件打印的金属池装置。2.如权利要求1所述的金属工件的激光3D打印系统，其特征在于，金属池装置包括密封腔及设于密封腔内的粉料缸、成型缸及铺粉辊。3.如权利要求1所述的金属工件的激光3D打印系统，其特征在于，金属池装置还包括连通于密封腔的抽气装置。4.如权利要求3所述的金属工件的激光3D打印系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，秦国双，杨焕，
申请(专利权)人：深圳英诺激光科技有限公司，常州英微激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44