长方体形3D打印装备及3D打印机制造技术

本实用新型专利技术涉及激光选区熔化金属3D打印技术领域，尤其是涉及一种长方体形3D打印装备及3D打印机。该长方体形3D打印装备包括：构建成型装置和粉末供应系统；铺粉装置用于将送粉装置内的金属粉末以碾压式的铺粉方式铺设在作业台上；平粉件驱动机构与平粉件连接，用于驱动平粉件在作业台上方往复移动，以将作业台上的金属粉末抹平；平粉件驱动机构用于与3D打印机的控制系统电连接。铺粉装置以碾压式的方式将金属粉末铺设在作业台上，平粉装置将作业台上的金属粉末抹平，从而提高了作业台上的金属粉末层的平实度，可有效提高构成件的致密度和外表光洁度，满足成型长度≥3m的大尺寸长方体形构成件的加工条件。

Long square 3D printing equipment and 3D printer

The utility model relates to the field of laser selective metal 3D printing technology, in particular to a long square shape 3D printing equipment and a 3D printer. The rectangular 3D printing equipment including: Construction of molding device and powder supply system; powder spreading device for metal powder powder feeding device in the way of laying powder rolling type laying at the work station; a driving mechanism with flat flat powder powder is used to drive the move back and forth above the flat powder at the work station. To work on the smooth metal powder; a flat powder driving mechanism used for electric control system and 3D printer connection. The powder spreading device rolled the metal powder laying at the operating table, flat metal powder powder device will work smooth on the stage, so as to improve the metal powder layer on the work table level, can effectively improve the composition density and surface smoothness, meet the large size rectangular molding length more than 3m processing conditions of the form.

【技术实现步骤摘要】
长方体形3D打印装备及3D打印机
本技术涉及激光选区熔化金属3D打印
，尤其是涉及一种长方体形3D打印装备及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，进行切片降维，然后按片逐层打印物体的构造技术，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，是目前增材制造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，致密度达传统冶金制成件99％以上，在医疗、航空航天、军工、核电建设、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3D打印机的粉末供应系统和构建室及作业室均为一体化箱式机体设计，作业面边长无论是150mm、还是500mm都是呈方形设计形态，没有呈长方形设计的装备形态。构建室内设置有活塞和活塞板，活塞板上活动放置作业基板，当活塞板推动作业基板升起至与作业室底部差一个金属粉末层作业面厚度时，由供粉装置铺平一个作业面厚度的金属粉末层，即形成作业面，然后由安装在3D打印机顶部的激光系统，通过激光振镜反射激光光束到当前作业面上的金属粉末层，并通过控制系统对激光振镜偏转角度的调节，按当前层切片图形的形态选择性熔化当前金属粉末层，从而完成对构成件当前层的加工作业。当完成当前切片图形金属粉末层作业后，作业台下降一个预设层的高度，粉末供应系统再向作业台铺设一个预设层厚度的金属粉末，然后再由激光系统按当前层切片图形形态进行选择性熔化，按此方法反复加工，层层叠加作业，最终得到完整的成型构件。但是，现有技术中的金属粉末床激光选区熔化工艺3D打印机由于一体化箱式机体方型作业面的设计，没有大型长方体作业面的装备形态，无法满足利用该技术加工制造大尺寸长方体型构件的需求；而其所采用的供粉系统都是一个单一铺粉辊或一个独立铺粉刷，在大尺寸作业面作业时其工作效率非常低下。而且现有技术生产制造的金属粉末床激光选区熔化工艺3D打印机装备，都是由作业室处吸出剩余粉末，再升起构建室活塞板而后取出作业基板与成型件，机械装备设计单一，取出成型件方法单一，也不具备成型长度超过≥600mm大尺寸长方体型构成件的条件，这已经成为制约该工艺技术加工制造大型长方体型构件的重大技术壁垒。并且，相关技术中的3D打印机在铺粉辊将金属粉末铺送到作业台后，作业台上的金属粉末层平实度较低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种长方体形3D打印装备及3D打印机，以解决现有技术中存在的作业台上的金属粉末层平实度较低的技术问题。本技术提供的一种长方体形3D打印装备，所述长方体形3D打印装备包括：构建成型装置和粉末供应系统；所述构建成型装置包括作业台；所述粉末供应系统包括铺粉装置、送粉装置以及平粉装置；所述铺粉装置用于将所述送粉装置内的金属粉末以碾压式的铺粉方式铺设在所述作业台上；所述平粉装置包括平粉件以及平粉件驱动机构；所述平粉件驱动机构与所述平粉件连接，用于驱动所述平粉件在所述作业台上方往复移动，以将所述作业台上的金属粉末抹平；所述平粉件驱动机构用于与3D打印机的控制系统电连接。进一步地，所述平粉装置包括两个集粉缸；两个所述集粉缸相对地设置在所述作业台的两端；所述平粉件驱动机构用于驱动所述平粉件在两个所述集粉缸之间往复移动。进一步地，所述平粉件驱动机构包括平粉电机、齿轮以及与齿轮相配合的齿条；所述齿轮设置在所述平粉电机的动力输出轴上；所述平粉件固定在所述齿条上；所述平粉电机用于通过所述齿轮带动所述齿条往复移动。进一步地，所述送粉装置包括送粉缸、收粉缸、送粉活塞以及送粉活塞板；所述作业台为长方形；所述送粉缸与所述收粉缸分别设置在所述作业台相对的第一端和第二端；两个集粉缸分别设置在所述作业台相对的第三端和第四端；所述送粉活塞板设置在所述送粉缸内，所述送粉活塞与所述送粉活塞板连接，用于驱动所述送粉活塞板上下移动；所述送粉活塞板上用于放置作业所需金属粉末；所述收粉缸用于收纳所述铺粉装置铺粉后的多余粉末。进一步地，所述第一端与所述第二端均为所述作业台的长边；所述第三端与所述第四端均为所述作业台的短边。进一步地，所述构建成型装置包括构建室以及构建室活塞；所述作业台设置在所述构建室内；所述构建室活塞与所述作业台连接，用于驱动所述作业台上下移动；所述构建室的外壁上设置有取件口；所述取件口处设置有取件开关；所述取件开关用于打开或者关闭所述取件口。进一步地，所述构建室活塞包括多个升降器；多个所述升降器均与所述作业台连接，用于驱动所述作业台上下移动。进一步地，所述构建成型装置包括主体平台以及安装在所述主体平台上方的3D打印机作业室；所述主体平台上设置有安装口；所述作业台设置在所述安装口处；所述3D打印机作业室上，位于所述安装口的上方，设置有粉末注入口和剩余粉末吸出口；所述粉末注入口处设置有用于打开或者关闭所述粉末注入口的注粉开关；所述剩余粉末吸出口处设置有用于打开或者关闭所述剩余粉末吸出口的吸粉开关；所述构建成型装置安装在所述主体平台的下方；所述粉末供应系统安装在所述主体平台上。进一步地，所述作业台包括由上至下依次设置的基板和构建室活塞板；所述安装口、所述基板与所述构建室活塞板均呈长方形；所述构建室活塞板与所述构建室活塞连接；所述基板的长度和宽度均小于所述构建室活塞板的长度和宽度；所述构建室活塞板的长度和宽度均与所述安装口的长度和宽度相同。进一步地，本技术还提供一种3D打印机，所述3D打印机包括控制系统以及如本技术所述的长方体形3D打印装备；所述平粉件驱动机构与所述控制系统电连接。本技术提供的长方体形3D打印装备，包括构建成型装置和粉末供应系统，构建成型装置包括作业台；粉末供应系统包括铺粉装置、送粉装置以及平粉装置；平粉装置包括平粉件以及平粉件驱动机构。在工作时，铺粉装置将送粉装置内的金属粉末铺设在作业台上后，平粉件驱动机构驱动平粉件在作业台上方往复移动，并作用于作业台上的金属粉末，以将作业台上的金属粉末抹平。本技术提供的长方体形3D打印装备，铺粉装置以碾压式的方式进行铺粉，也即，铺粉装置在将金属粉末铺设在作业台上时，对金属粉末进行碾压，并通过设置平粉装置，平粉装置将作业台上的金属粉末抹平，从而提高了作业台上的金属粉末层的平实度，可有效提高构成件的致密度和外表光洁度，满足成型长度≥3m的大尺寸长方体形构成件的加工条件。附图说明为了更清楚地说明本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为本技术实施例提供的长方体形3D打印装备的结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种长方体形3D打印装备，其特征在于，包括：构建成型装置和粉末供应系统；所述构建成型装置包括作业台；所述粉末供应系统包括铺粉装置、送粉装置以及平粉装置；所述铺粉装置用于将所述送粉装置内的金属粉末以碾压式的铺粉方式铺设在所述作业台上；所述平粉装置包括平粉件以及平粉件驱动机构；所述平粉件驱动机构与所述平粉件连接，用于驱动所述平粉件在所述作业台上方往复移动，以将所述作业台上的金属粉末抹平；所述平粉件驱动机构用于与3D打印机的控制系统电连接。

【技术特征摘要】
1.一种长方体形3D打印装备，其特征在于，包括：构建成型装置和粉末供应系统；所述构建成型装置包括作业台；所述粉末供应系统包括铺粉装置、送粉装置以及平粉装置；所述铺粉装置用于将所述送粉装置内的金属粉末以碾压式的铺粉方式铺设在所述作业台上；所述平粉装置包括平粉件以及平粉件驱动机构；所述平粉件驱动机构与所述平粉件连接，用于驱动所述平粉件在所述作业台上方往复移动，以将所述作业台上的金属粉末抹平；所述平粉件驱动机构用于与3D打印机的控制系统电连接。2.根据权利要求1所述的长方体形3D打印装备，其特征在于，所述平粉装置包括两个集粉缸；两个所述集粉缸相对地设置在所述作业台的两端；所述平粉件驱动机构用于驱动所述平粉件在两个所述集粉缸之间往复移动。3.根据权利要求1所述的长方体形3D打印装备，其特征在于，所述平粉件驱动机构包括平粉电机、齿轮以及与齿轮相配合的齿条；所述齿轮设置在所述平粉电机的动力输出轴上；所述平粉件固定在所述齿条上；所述平粉电机用于通过所述齿轮带动所述齿条往复移动。4.根据权利要求2所述的长方体形3D打印装备，其特征在于，所述送粉装置包括送粉缸、收粉缸、送粉活塞以及送粉活塞板；所述作业台为长方形；所述送粉缸与所述收粉缸分别设置在所述作业台相对的第一端和第二端；两个所述集粉缸分别设置在所述作业台相对的第三端和第四端；所述送粉活塞板设置在所述送粉缸内，所述送粉活塞与所述送粉活塞板连接，用于驱动所述送粉活塞板上下移动；所述送粉活塞板上用于放置作业所需金属粉末；所述收粉缸用于收纳所述铺粉装置铺粉后的多余粉末。5.根据权利要求4所述的长方体形3D打印装备，其特征在于，所述第一端与所述第二端均为所述作业台的长边；...

【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：新型
国别省市：北京,11