激光选区熔化装置及3D打印机制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光选区熔化金属3D打印技术领域，尤其是涉及一种激光选区熔化装置及3D打印机。该激光选区熔化装置包括：固定部、活动部以及移动机构；活动部与固定部滑动连接；移动机构与活动部连接，用于驱动活动部相对固定部沿圆周方向移动；活动部用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构。移动机构驱动活动部带动激光耦合与激发机构进行移动并工作，使用者可根据构件尺寸需要控制激光耦合与激发机构运动轨迹的直径大小，这样使得激光耦合与激发机构的活动范围较广，其不受激光振镜偏转角度的限制，激光光束照射到金属粉末层的范围较大，使该工艺技术装备成型的圆筒形构件尺寸较大，有利于该工艺技术及其装备在世界范围内的推广与应用。

Laser selective melting device and 3D printer

The invention relates to the technical field of laser selective melting metal 3D printing, in particular to a laser selective melting device and a 3D printer. The selective laser melting device comprises a fixed part, the activities of the Department and the mobile mechanism; the activities of the Department is connected with the fixed part of the slide; the moving mechanism and activities with the activities of the Department for driving a relatively fixed part along the circumferential direction of movement; the activities of the Department for laser coupling installation 3D printer and excitation mechanism. The mobile mechanism driving part drives the laser coupling and stimulate the activity mechanism and mobile work, users can according to need component size diameter control laser coupling and excitation mechanism of the trajectories so that the laser coupling and excitation mechanism of a wide range of activities, it is not affected by the Laser Galvanometer deflection angle limit range of laser beam irradiation to metal the powder layer is large, the forming technology and equipment the size of a cylindrical member is larger, is conducive to the promotion and application of the technology and equipment in the world.

【技术实现步骤摘要】
激光选区熔化装置及3D打印机
本专利技术涉及激光选区熔化金属3D打印
，尤其是涉及一种激光选区熔化装置及3D打印机。
技术介绍
增材制造3D打印技术是一种以数字模型文件(CAD)为基础，运用粉末状金属、PVC、树脂、纤维等材料，通过熔融沉积、激光烧结、激光熔化、激光固化、激光熔覆的方式通过专用软件对CAD三维构型物体，进行降维切片，然后按片逐层打印物体的构造技术，其是制造业中正在迅速发展的一项新兴技术，在英国《经济学人》杂志《第三次工业革命》一文中被称为第三次工业革命的重要标志之一。激光选区熔化金属3D打印技术是在计算机程序的控制下利用高能量密度激光束进行扫描，将预先铺设好的金属粉末层进行选择性熔化并与基体冶金结合，然后不断逐层铺粉、扫描、熔化，最终完成三维金属零部件的制造过程，其是目前增材制造高端领域应用较多的一种金属3D打印技术。该技术可制造复杂形状的金属零件，其成型件力学性能好、精度高，成型构件可达到传统冶金制成件99％以上的致密度，在医疗、航空航天、产品研发等领域均有重要应用。现有技术中的激光选区熔化金属3D打印机的激光光束通过激光振镜反射到金属粉末层对其进行选择性熔化，通过调节激光振镜的偏转角度来调节激光光束照射金属粉末层的位置，从而溶化不同位置处的金属粉末层。但由于受激光振镜偏转角度的限制，使得激光光束照射到金属粉末层的范围较小，使该工艺技术装备成型的圆筒形的构件直径较小，严重制约该工艺技术及其装备在世界范围内的推广与应用。据已知的资料显示，目前世界运用激光选区熔化工艺设备成型的最大尺寸构件体积为长500mm×宽500mm×高500mm。2016年我国科技部对增材制造领域的科技攻关项目共下拨中央财政经费4亿元左右，其中对两项激光选区熔化工艺装备的科技攻关经费投入3850.00万元，其中一项就是攻关成形尺寸范围≥500mm×500mm×500mm的技术装备，该项目实施周期为5年。现在运用该技术设备成形尺寸范围超过500mm×500mm×500mm体积的大尺寸构件，已经成为世界各国抢占智能化高端制造技术制高点的重要竞争方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于激光选区熔化装置及3D打印机，以解决现有技术中存在的成型的圆筒形的构件直径较小的技术问题。本专利技术提供的一种激光选区熔化装置，所述激光选区熔化装置包括：固定部、活动部以及移动机构；所述活动部与所述固定部滑动连接；所述移动机构与所述活动部连接，用于驱动所述活动部相对所述固定部沿圆周方向移动；所述移动机构用于与3D打印机的控制系统电连接；所述活动部用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构；所述固定部用于与3D打印机的箱体固定连接。进一步地，所述活动部包括移动件和安装件；所述安装件与所述移动件固定连接；所述安装件用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构；所述移动件与所述固定部滑动连接；所述移动机构与所述移动件连接，用于驱动所述移动件相对所述固定部做圆周运动。进一步地，所述活动部包括移动件、安装件以及转动机构；所述安装件与所述移动件转动连接；所述转动机构与所述安装件连接，用于驱动所述安装件相对所述移动件转动；所述转动机构用于与3D打印机的控制系统电连接；所述安装件用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构；所述移动件与所述固定部滑动连接；所述移动机构与所述移动件连接，用于驱动所述移动件相对所述固定部做圆周运动。进一步地，所述固定部为呈圆环形的滑轨；所述移动件包括移动基座；所述移动基座与所述滑轨滑动连接。进一步地，所述滑轨包括多个呈圆弧形的子轨；多个所述子轨依次连接形成圆环形；所述移动基座包括多个子基座；所述移动机构包括多个移动结构；所述安装件包括多个子安装座；多个所述子基座与多个所述子轨一一对应设置；每个所述子基座均与一个所述子轨滑动连接；多个所述子安装座与多个所述子基座一一对应固定连接；每个所述子安装座均用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构；多个所述移动结构与多个所述子基座一一对应设置，每个所述移动结构与一个所述子基座连接，用于驱动所述子基座沿所述子轨的延伸方向滑动。进一步地，所述移动件包括内侧滑轮和外侧滑轮；所述内侧滑轮与所述移动基座靠近所述滑轨的内圈的一端转动连接；所述外侧滑轮与所述移动基座靠近所述滑轨的外圈的一端转动连接；所述内侧滑轮与所述外侧滑轮均竖直设置，且均与所述滑轨抵接。进一步地，所述外侧滑轮的直径大于所述内侧滑轮的直径；所述滑轨上，沿外圈至内圈的方向，依次间隔设置有均呈圆环形的外侧滑槽和内侧滑槽；所述外侧滑轮设置在所述外侧滑槽内；所述内侧滑轮设置在所述内侧滑槽内，所述内侧滑槽的深度小于所述外侧滑槽的深度，所述内侧滑槽与所述外侧滑槽的深度差与所述外侧轮半径与所述内侧轮半径的差值相同。进一步地，所述移动基座上设置有横向限位结构；所述横向限位结构用于防止所述移动基座沿所述滑轨的宽度方向移动。进一步地，所述横向限位结构包括均与所述移动基座转动连接的外稳定结构轮和内稳定结构轮；所述外稳定结构轮和所述内稳定结构轮均水平设置；所述外稳定结构轮位于所述移动基座靠近所述滑轨的外圈的一端；所述内稳定结构轮位于所述移动基座靠近所述滑轨的内圈的一端；所述外稳定结构轮与所述内稳定结构轮分别与所述滑轨的外圈侧壁和内圈侧壁抵接。进一步地，本专利技术还提供一种3D打印机，该3D打印机包括本专利技术所述的激光选区熔化装置。本专利技术提供的激光选区熔化装置，包括固定部、活动部以及移动机构。在使用时，活动部上安装3D打印机的激光耦合与激发机构，固定部固定连接在3D打印机的箱体上，移动机构与3D打印机的控制系统电连接。3D打印机的控制系统控制移动机构，移动机构驱动活动部相对固定部做圆周运动，同时，激光耦合与激发机构做圆周运动，激光光束照射到金属粉末层上进行熔化，从而制造出圆筒形的构件。本专利技术提供的激光选区熔化装置，移动机构驱动活动部带动激光耦合与激发机构进行移动并工作，使用者可根据构件尺寸需要控制激光耦合与激发机构运动轨迹的直径大小，这样使得激光耦合与激发机构的活动范围较广，其不受激光振镜偏转角度的限制，激光光束照射到金属粉末层的范围较大，使该工艺技术装备成型的圆筒形构件尺寸较大，有利于该工艺技术及其装备在世界范围内的推广与应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的激光选区熔化装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的子轨的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的激光选区熔化装置的另一结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的移动部的结构示意图。附图标记：1-固定部；2-活动部；3-外侧滑轮；4-内侧滑轮；5-外侧滑槽；6-内侧滑槽；7-外稳定结构轮；8-内稳定结构轮；11-滑轨；111-子轨；21-移动件；211-子基座；12-外圈侧壁；13-内圈侧壁；22-安装件。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光选区熔化装置，其特征在于，包括：固定部、活动部以及移动机构；所述活动部与所述固定部滑动连接；所述移动机构与所述活动部连接，用于驱动所述活动部相对所述固定部沿圆周方向移动；所述移动机构用于与3D打印机的控制系统电连接；所述活动部用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构；所述固定部用于与3D打印机的箱体固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化装置，其特征在于，包括：固定部、活动部以及移动机构；所述活动部与所述固定部滑动连接；所述移动机构与所述活动部连接，用于驱动所述活动部相对所述固定部沿圆周方向移动；所述移动机构用于与3D打印机的控制系统电连接；所述活动部用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构；所述固定部用于与3D打印机的箱体固定连接。2.根据权利要求1所述的激光选区熔化装置，其特征在于，所述活动部包括移动件和安装件；所述安装件与所述移动件固定连接；所述安装件用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构；所述移动件与所述固定部滑动连接；所述移动机构与所述移动件连接，用于驱动所述移动件相对所述固定部做圆周运动。3.根据权利要求1所述的激光选区熔化装置，其特征在于，所述活动部包括移动件、安装件以及转动机构；所述安装件与所述移动件转动连接；所述转动机构与所述安装件连接，用于驱动所述安装件相对所述移动件转动；所述转动机构用于与3D打印机的控制系统电连接；所述安装件用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构；所述移动件与所述固定部滑动连接；所述移动机构与所述移动件连接，用于驱动所述移动件相对所述固定部做圆周运动。4.根据权利要求2或3所述的激光选区熔化装置，其特征在于，所述固定部为呈圆环形的滑轨；所述移动件包括移动基座；所述移动基座与所述滑轨滑动连接。5.根据权利要求4所述的激光选区熔化装置，其特征在于，所述滑轨包括多个呈圆弧形的子轨；多个所述子轨依次连接形成圆环形；所述移动基座包括多个子基座；所述移动机构包括多个移动结构；所述安装件包括多个子安装座；多个所述子基座与多个所述子轨一一对应设置；每个所述子基座均与一个所述子轨滑动连接；多个所述子安装座与多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦鹤鸿，
申请(专利权)人：窦鹤鸿，
类型：发明
国别省市：北京,11