一种快速多烧结增材制造设备制造技术

本实用新型专利技术公开了快速多烧结增材制造设备，所述设备包括安装在机架上的粉床子系统、面烧结子系统和线烧结子系统；所述粉床子系统包括垂直升降的成型平台、粉末运送装置和粉末铺设装置，所述粉末运送装置将成型粉末输送至所述粉末铺设装置，所述粉末铺设装置将所述成型粉末堆积在所述成型平台上方构成粉床，所述粉床上表面包含进行烧结固化的烧结区域，所述烧结区域由面烧结区域以及包围在面烧结区域外的线烧结区域组成；本实用新型专利技术的优点是将面烧结和线烧结结合并提高了成型速度也保证了成型精度。

Rapid multi sintering material adding manufacturing equipment

The utility model discloses a fast sintering additive manufacturing equipment, the equipment comprises a powder system and sintering Chuangzi subsystem and sintering line subsystem is installed on the frame; the powder bed system includes forming platform, vertical powder conveying apparatus and powder laying device, wherein the powder molding powder conveyance device conveyed to the powder laying device, wherein the powder laying device the molding powder packing of powder bed above the molding platform, the powder bed surface area include the sintering sintering, the sintering zone from the surface area and the surrounding line sintering sintering zone in sintering surface outside the region; the utility model has the advantages of surface sintering and sintering and improve the molding line speed can ensure the precision.

【技术实现步骤摘要】
一种快速多烧结增材制造设备
本技术涉及一种快速多烧结增材制造设备，属于增材制造技术，特别属于基于粉末烧结的增材制造

技术介绍
目前，增材制造技术经过几十年的发展在工业生产中的应用日益广泛。其中，激光选择烧结(SLS)技术将粉末通过激光扫描的方式烧结在一起形成所需要的零件，它的应用材料广泛，成型精度高，零件的机械性能好，所以在工业应用领域得到越来越多的应用来制作功能零件。美国专利US4863538A公开了一种通过选择性烧结制造部件的方法和设备。该设备包括计算机控制激光器以将激光能量引导到粉末上以产生烧结块。对于每个横截面，激光束的目标在粉末层上扫描，并且烧结横截面边界内的粉末。通过施加后续层粉末并进行所述的扫描烧结直到形成完整的部件。该技术的SLS成型方式因为是一条或几条激光线扫描成型粉末，使其温度升高达到烧结的目的，这种扫描的方式成型速度较慢，限制了该技术的应用范围。例如，公开号为CN106322983A的专利公开了一种义齿软质合金烧结炉，涉及高温烧结设备领域。一种义齿软质合金烧结炉，包括环形炉膛加热系统，气体供气系统，烧结盘套装系统，载料台升降系统，人机控制系统五部分组成。所述烧结盘套装系统采用一大一小高温陶瓷烧结盘组成的保护气氛循环系统，所述气体供气系统所供气体为保护气体，所述保护气体为氩气，所述载料台升降系统为电动力升降系统，气体供气系统设置有流量计，气体供气系统由气管和烧结盘套装系统连接。例如，公开号为CN106310540A的专利公开了一种用于中子捕获治疗的射束整形体，包括射束入口、靶材、邻接于靶材的缓速体、包围在缓速体外的反射体、与缓速体邻接的热中子吸收体、设置在射束整形体内的辐射屏蔽和射束出口，靶材与自射束入口入射的质子束发生核反应以产生中子，中子形成限定一根主轴的中子射束，缓速体将自靶材产生的中子减速至超热中子能区，缓速体的材料由含有LiF、Li2CO3、Al2O3、AlF3、CaF2或MgF2中的至少一种材料制成，其经粉末烧结设备通过粉末烧结工艺由粉末或粉末压坯变成块，反射体将偏离主轴的中子导回主轴以提高超热中子射束强度，热中子吸收体用于吸收热中子以避免治疗时与浅层正常组织造成过多剂量，辐射屏蔽用于屏蔽渗漏的中子和光子以减少非照射区的正常组织剂量。例如，公开号为CN205881682U的专利公开了一种应用于环形铁氧体磁芯的工艺环。工艺环整体为圆环形结构，工艺环上下表面为平面，下表面上设置有两个以上的通风口；通风口为设置在铁氧体磁芯工艺环下表面上的凹槽，凹槽连通工艺环内外侧面；凹槽为圆弧型结构，凹槽深度不高于工艺环侧面宽度的二分之一，凹槽宽度不高于工艺环内侧面半径的长度。本技术结构新颖，设计简单合理。通过在工艺环上设置贯通工艺环内外侧面的通风口，烧结设备提供的风流可通过四个通风口从圆筒下部进入，再从上部排出，形成风流循环。例如，公开号为CN205860766U的专利公开了一种氧化锆烧结炉，包括环形炉膛加热系统，烧结炉炉体，烧结盘，载料台升降系统，人机控制系统五部分组成。所述人机控制系统采用触屏PID+PLC控制系统，加热曲线实时动态显示，烧结工艺曲线可编辑预存，烧结数据可以自动保存，配置USB接口，可与PC远程控制，所述载料台升降系统采用自动升降结构，所述烧结盘采用可叠放结构，所述环形炉膛加热系统采用加热元件环形布置结构。综上所述，传统的现有技术的不足之处在于传统的SLS/SLM成型方式因为是一条或几条激光线扫描成型，成型速度较慢；基于粉末的3DP增材制造技术因为是向粉末喷涂胶水，其初始成型强度不高，后续处理复杂，难于成型功能零件。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的快速多烧结增材制造设备。本技术克服传统技术的不足，提出了快速多烧结(FastMulti-Sintering)增材制造方法及实现快速多烧结增材制造方法的设备，本技术在保持SLS/SLM成型精度的同时也提高了成型速度。本技术的快速多烧结增材制造设备由安装在机架上的粉床子系统、面烧结子系统和线烧结子系统组成；所述粉床子系统包括垂直升降的成型平台、粉末运送装置和粉末铺设装置，所述粉末运送装置将成型粉末输送至所述粉末铺设装置，所述粉末铺设装置将所述成型粉末堆积在所述成型平台上方构成粉床，所述粉床上表面包含进行烧结固化的烧结区域，所述烧结区域由面烧结区域以及包围在面烧结区域外的线烧结区域组成；所述面烧结子系统包括热辐射源和面烧结引发装置；所述面烧结引发装置能够改变面烧结区域的成型粉末对于所述热辐射源的辐射吸收率，从而使该面烧结区域的成型粉末通过吸收热辐射源的辐射导致其温度升高达到烧结；所述线烧结子系统包括线烧结能量源、激光扫描装置和聚焦装置；所述聚焦装置将线烧结能量源的辐射聚焦在所述粉床的上表面，并由所述激光扫描装置在所述线烧结区域扫描，使该区域的成型粉末通过吸收线烧结能量源的辐射导致其温度升高达到烧结。面烧结以二维平面的方式进行，其烧结的速度快，但是由于所述热辐射源的功率限制以及成型粉末对所述热辐射源的辐射吸收率的变化率范围，面烧结区域和非烧结区域的温差较小，特别是在烧结区域到非烧结区域的过渡部分的温差梯度相对缓和，面烧结轮廓精度往往不高，所述非烧结区域是指烧结区域以外的部分。为克服面烧结轮廓精度不高的问题，在面烧结区域外包围有线烧结区域，线烧结子系统聚焦线烧结能量源在粉床的烧结区域达到更高烧结功率密度，具有更高的烧结轮廓精度，不过，因为以线扫描的方式进行，线烧结的速度相对较低。所述面烧结引发装置包括安装在水平运动装置上的液体数控喷头，所述液体数控喷头将辐射吸收剂喷洒到所述面烧结区域并改变该区域对所述热辐射源的辐射吸收率。所述面烧结引发装置包括引发光投影装置并且所述成型粉末包含感光材料，所述引发光投影装置将引发光投影到所述面烧结区域，使所述成型粉末的感光材料的吸收光谱发生变化，从而改变其对热辐射源的辐射的吸收率，并导致所述面烧结区域的成型粉末温度升高达到烧结。所述线烧结能量源为激光。所述成型粉末为尼龙粉末。由于粉末3D打印机的基本结构已经是标配，是公知技术，所以没有做过多说明。本技术的快速多烧结增材制造设备的工作过程包括以下步骤：1、将每层成型区域即烧结区域分为面烧结区域和包围在面烧结区域外的线烧结区域。所述线烧结区域包括成型区域的外轮廓，还能够包括按照一定填充比例来规划的内部连接筋结构，面烧结区域为其余的内部封闭平面空间。线烧结区域通过激光烧结能够提高精度；面烧结区域通过辐射照射的方式烧结有利于提高成型速度。2、粉床上方设置热辐射源；3、在粉床上铺设一层成型粉末，形成工作层成型粉末；4、在该层成型粉末上通过聚焦和扫描线烧结能量源的辐射烧结成型所述线烧结区域；5、改变工作层成型粉末部分区域对于热辐射源辐射的吸收率，使得面烧结区域由于更多地吸收热辐射源的辐射导致其温度升高产生烧结；一方面改变对热源辐射的吸收率有多种方法，包括但不局限于喷洒热源辐射吸收剂，通过引发光改变成型粉末中感光材料的吸收频谱；另一方面改变热源辐射吸收率是正像也能是负像的，例如能使烧结区域的辐射吸收率增大，也能使非烧结区域的辐射吸收率减小；6、在所述粉床上再铺设一层成型粉末，形成工作层成型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速多烧结增材制造设备，其特征在于，包括：安装在机架上的粉床子系统、面烧结子系统和线烧结子系统；所述粉床子系统包括垂直升降的成型平台、粉末运送装置和粉末铺设装置，所述粉末运送装置将成型粉末输送至所述粉末铺设装置，所述粉末铺设装置将所述成型粉末堆积在所述成型平台上方构成粉床，所述粉床上表面包含进行烧结固化的烧结区域，所述烧结区域由面烧结区域以及包围在面烧结区域外的线烧结区域组成；所述面烧结子系统包括热辐射源和面烧结引发装置。

【技术特征摘要】
1.一种快速多烧结增材制造设备，其特征在于，包括：安装在机架上的粉床子系统、面烧结子系统和线烧结子系统；所述粉床子系统包括垂直升降的成型平台、粉末运送装置和粉末铺设装置，所述粉末运送装置将成型粉末输送至所述粉末铺设装置，所述粉末铺设装置将所述成型粉末堆积在所述成型平台上方构成粉床，所述粉床上表面包含进行烧结固化的烧结区域，所述烧结区域由面烧结区域以及包围在面烧结区域外的线烧结区域组成；所述面烧结子系统包括热辐射源和面烧结引发装置。2.根据权利要求1所述的一种快速多烧结增材制造设备，其特征在于，所述线烧结子系统包括线烧结能量源、激光扫描装置和聚焦装置；所述聚焦装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿得力，
申请(专利权)人：厦门达天电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35