一种3D打印装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种3D打印装置和方法，该装置包括机体、粉料收集器和控制装置；机体内设有直接金属烧结区、激光熔覆区和中间隔板；直接金属烧结装置由粉料室、烧结室、粉料刮板和激光发射装置组成，粉料刮板设置于分隔板顶部的平面上；所述烧结室还具有依次设置的底板、托盘、承载底座和升降装置，激光发射装置设置于烧结室上部；中间隔板是由烧结室的一部分侧壁形成的；激光熔覆区内设有机械手和激光熔覆装置；打印装置还设有两个风枪。本发明专利技术的装置和方法具有以下优点：不用单纯使用一种方法加工，工件的几何形状范围得到提升；更容易采用复合材料；方便打印特定的结构，比如悬垂结构；缩短零件的后处理时间；优化空间配置，设备一体化。

3D printing device and method

The invention discloses a 3D printing device and method, the device comprises a machine body, powder collector and control device; direct metal sintering, laser cladding zone and the middle plate is arranged in the body; direct metal sintering device is composed of powder chamber, sintering chamber, powder scraper and laser emission device, powder the scraper arranged on the plane on the top of the partition plate; the sintering chamber also comprises a bottom plate, tray, bearing base and a lifting device are arranged in the laser emitting device is arranged on the upper part of the middle partition sintering chamber; is formed by sintering room part of the side wall; laser cladding zone is equipped with a mechanical hand and laser cladding device; printing device is also provided with a two air gun. The apparatus and method of the invention has the following advantages: not only used a kind of processing method, the improved range of workpiece geometry; more easily using composite materials; convenient print specific structure, such as drape structure; shorten the time of processing parts; optimize the spatial configuration, equipment integration.

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印装置和方法
本专利技术属于增材制造
，具体涉及一种可进行复合材料打印的一体化3D打印装置及打印方法。
技术介绍
近年来，随着产品复杂度不断增加，对轻量化零件的需求越来越大，工业界中各种有关金属增材的制造技术受到的重视程度也日渐提高。目前常用的金属增材制造技术为直接金属烧结技术及激光金属沉积技术，此两种技术都采用了激光打印技术，有着各自的独特优点，很大程度上实现了产品定制化，也可以灵活小批量的生产复杂零件以及实现免组装设计。直接金属烧结技术是一种基于电脑3D模型并利用高功率激光，通过激光光束熔化在粉床上铺设的金属粉末，一层一层的建立零件结构的技术。由于直接金属烧结技术是根据3D模型分层建造的，因此该技术可以加工零件内部的复杂结构。随着整体工业界趋向轻量化浪潮，直接金属烧结技术亦可制造一些特别的超轻量结构，但该技术亦存在以下限制：由于此技术是基于分层建造的，在建造一些复杂的悬垂结构时，需要额外建造一些支撑结构，这不但会导致较复杂的后加工，而且还会造成额外的材料消耗；同时，直接金属烧结技术的整体工件大小(主体结构和附属结构大小之和)亦会受到激光可照射范围以及工作平台的容量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印装置，其包括机体、粉料收集器和控制装置，所述机体底部设有若干开口、孔洞、狭缝或其组合，漏斗形状的粉料收集器设置于机体下方，控制装置为计算机；其特征在于，所述机体内设有相邻地设置的直接金属烧结区和激光熔覆区，两者之间设有可向上打开的中间隔板；所述直接金属烧结区中设有直接金属烧结装置，所述直接金属烧结装置由粉料室、烧结室、粉料刮板和激光发射装置组成，所述粉料室和烧结室均具有若干竖直设置的侧壁；所述粉料室和烧结室之间设有分隔板，粉料室和烧结室的其他侧壁的高度高于分隔板的高度，所述粉料刮板设置于分隔板顶部所在的平面上，其底部是平直的；所述粉料室除各侧壁外还具有底板和升降装置，所述底板设置于...

【技术特征摘要】
1.一种3D打印装置，其包括机体、粉料收集器和控制装置，所述机体底部设有若干开口、孔洞、狭缝或其组合，漏斗形状的粉料收集器设置于机体下方，控制装置为计算机；其特征在于，所述机体内设有相邻地设置的直接金属烧结区和激光熔覆区，两者之间设有可向上打开的中间隔板；所述直接金属烧结区中设有直接金属烧结装置，所述直接金属烧结装置由粉料室、烧结室、粉料刮板和激光发射装置组成，所述粉料室和烧结室均具有若干竖直设置的侧壁；所述粉料室和烧结室之间设有分隔板，粉料室和烧结室的其他侧壁的高度高于分隔板的高度，所述粉料刮板设置于分隔板顶部所在的平面上，其底部是平直的；所述粉料室除各侧壁外还具有底板和升降装置，所述底板设置于各侧壁组成的空间内且与侧壁完全贴合，升降装置设置于底板下方并与之固定相连；所述烧结室除侧壁外还具有从上至下依次设置的底板、托盘、承载底座和升降装置，托盘可拆卸地配合于承载底座，承载底座与升降装置固定连接；所述激光发射装置设置于烧结室上部；所述中间隔板是由烧结室的一部分侧壁形成的，其向上打开后可以使烧结室与激光熔覆区相连通；所述激光熔覆区为一空置作业空间，所述作业空间内设有一机械手和一激光熔覆装置；所述机械手可与烧结室的托盘上设置的抓取机构相配合，激光熔覆装置由粉料喷射头、激光发射器和运动机构组成，粉料喷射头和激光发射器均设置于运动机构上；优选地，所述打印装置还设有两个风枪，其中第一风枪设置于金属烧结区内并且朝向烧结室中，第二风枪设置于激光熔覆区内的激光熔覆装置上。2.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于，所述3D打印装置还包括粉料上料装置，所述粉料上料装置具有两套并分别设置于直接金属烧结区和激光熔覆区内，每套粉料上料装置由若干个并联设置的粉料上料管路组成，每个粉料上料管路由依次相连的粉料储存容器、粉料输送泵、输送管和设置于输送管上的阀门组成。3.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于，所述3D打印装置还包括废料收集装置，所述废料收集装置由依次连接的收集管道和储存装置组成，收集管道与收集装置相连接。4.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于，所述3D打印装置还包括三维扫描装置，所述三维扫描装置为超声扫描装置，其设置于烧结室上方和/或激光熔覆区内，所述超声扫描装置扫描烧结室内实时烧结产生的主体结构形状和/或扫描最终产品的结构形状并将扫描结果传输至控制装置。5.根据权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于，所述3D打印装置还包括一组设置于直接金属烧结区和/或激光熔覆区内的铣刀工具，其可以在主体结构打印过程中同时进行切削加工来修正形状，和/或在打印完成后对最终产品的形状进行修整。6.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于，所述机体上还设有观察口或透明面板。7.一种3D打印方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤；分割的步骤：依据待打印的产品的结构将其分割为主体部分和附属部分，并设定各部分打印所使用的粉料，从而将整体产品的打印划分为主体结构打印和附属结构打印的步骤；所述主体结构打印的步骤包括：S11初始准备：将权利要求1-6任一项所述的3D打印装置的粉料室底板降至下部后通过粉料上料装置向其中灌装粉料，而烧结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，单铭贤，陈伟伦，顾溢泉，李颖思，
申请(专利权)人：香港生产力促进局，
类型：发明
国别省市：中国香港,81