一种增材制造装置制造方法及图纸

一种增材制造装置，包括括成形舱(200)、铺粉器(101)、粉盒(106)、打印头(102)和激光器(103)，其中成形舱(200)上端面设有舱顶板(203)，舱顶板(203)中间开有矩形大口，在舱顶板(203)的矩形大口内设有加工平板(105)，加工平板(105)下表面与成形舱(200)内的升降机构(201)连接，舱顶板(203)上设有铺粉器(101)，舱顶板(203)靠边缘处设有细长口与粉盒(106)出粉口连接，其特征在于，在舱顶板(203)上设有二维运动组件(100)，打印头(102)安装在二维运动组件(100)上，二维运动组件(100)使打印头102能够横向和纵向移动，打印头(102)通过电缆又与激光器连接。由于采用光学打印头，加工平板105配合进行上下运动，因此，比传统铺粉式激光3D打印大的光斑，提高打印效率；由于被加工零件一直埋藏在金属粉末中，可设置支撑结构，实现精密复杂零件的加工。

A material adding and manufacturing device

A material adding manufacturing device includes a forming cabin (200), a powder laying device (101), a powder box (106), a printing head (102) and a laser (103), wherein the upper end face of the forming cabin (200) is provided with a cabin roof plate (203), a rectangular large opening in the middle of the cabin roof plate (203) is provided with a processing plate (105) in the rectangular large opening of the cabin roof plate (203), and the lower surface of the processing plate (105). Connecting with the lifting mechanism (201) in the forming cabin (200), the cabin roof plate (203) is provided with a powder laying device (101), and the cabin roof plate (203) is connected with the powder outlet of the powder box (106) near the edge. The cabin roof plate (203) is characterized in that a two-dimensional moving component (100) is arranged on the cabin roof plate (203), a printing head (102) is installed on the two-dimensional moving component (100), and a two-dimensional moving group is arranged on the cabin roof plate (203 The piece (100) enables the print head 102 to move horizontally and longitudinally, and the print head (102) is connected to the laser through a cable. Because of the use of optical printing head, processing plate 105 with up and down movement, therefore, compared with traditional POWDER-LAYING laser 3D printing large spot, improve printing efficiency; because the processed parts have been buried in metal powder, can be set up support structure, to achieve precision complex parts processing.

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造装置
本专利技术涉及一种增材制造装置，属于增材制造
，适用于基于粉末的增材制造。
技术介绍
目前，增材制造设备越来越广泛的应用在制造立体产品或模型上。金属零部件增材制造技术作为整个增材制造体系中最为前沿和最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。目前可用于直接制造金属功能零件的增材制造技术主要有铺粉式激光3D打印、同轴送粉式激光3D打印。铺粉式激光3D打印在加工平面上均匀地铺一层材料粉末，控制系统控制激光器输出激光，经由振镜在粉层上扫描加工图形，激光扫描过的部分即熔化，与粉层下方的零件一起凝固为实体，激光未扫描过的部分仍为粉末状态，随后再进行下一次铺粉、烧结融化，逐渐叠加，最终成形为所需产品。同轴送粉式激光3D打印使用打印头将激光束聚焦形成高能光斑，这个光斑在被加工零件上形成熔池，同时，金属粉末通过光粉耦合装置上的送粉管进入到熔池中熔化成液态，随着光斑按照事先设定的扫描路径以一定速度移动，熔化的金属快速凝固，同时光粉耦合装置跟随光斑同步运动，新的金属粉末被不断加入到熔池，零件则在这个过程逐步成形。传统的铺粉式激光3D打印由于被加工零件一直埋藏在金属粉末中，可通过设置支撑结构实现精密复杂零件的加工，激光光斑直径通常在0.1mm左右，激光功率在200W-500W之间，零件表面质量较高；但是受振镜扫描幅面和聚焦光学系统的限制，可加工幅面在300mm×300mm尺寸左右，加工尺寸和加工效率非常有限，不能满足中大尺寸零件的制造需要。同轴送粉式激光3D打印激光光斑直径通常在2mm-10mm，激光功率从1kW到20kW不等，由于同轴送粉设备用机床或机械手带动打印头运动，加工尺寸可达5m，加工效率高，适合大型零件毛坯的整体制造，但无法满足复杂结构制造的需求，被加工零件表面粗糙，还需要进一步的机械加工。
技术实现思路
本专利技术提供一种增材制造装置，用于对大尺度件的精密加工。一种增材制造装置，包括括成形舱200、铺粉器101、粉盒106、打印头102和激光器103，其中成形舱200上端面设有舱顶板203，舱顶板203中间开有矩形大口，在舱顶板203的矩形大口内设有加工平板105，加工平板105下表面与成形舱200内的升降机构201连接，舱顶板203上设有铺粉器101，舱顶板203靠边缘处设有细长口与粉盒106出粉口连接，其特征在于，在舱顶板203上设有二维运动组件100，打印头102安装在二维运动组件100上，二维运动组件100使打印头102能够横向和纵向移动，打印头102通过电缆又与激光器连接。所述的二维运动组件100为龙门机床，具体地，二维运动组件100包括固定在舱顶板203上的两条纵向轨道梁111，在两条纵向轨道梁111上设有横梁112，横梁112能够在两条纵向轨道梁111上做纵向滑动，在横梁112安装有滑块113，滑块113上固定安装有打印头102，滑块113带动打印头102在横梁112上横向滑动。所述的二维运动组件100也可以为机械手114，机械手114固定在成形舱200或激光器103上，机械手114的前端固定有打印头102，机械手114带动打印头102做纵向或横向的移动。本专利技术的有益效果在于：本专利技术由二维运动组件带动打印头进行烧结熔化，可实现数米大幅面的零件制造；由于采用光学打印头，加工平板105配合进行上下运动，因此，比传统铺粉式激光3D打印大的光斑，提高打印效率；由于被加工零件一直埋藏在金属粉末中，可设置支撑结构，实现精密复杂零件的加工。附图说明图1、本专利技术结构示意图；图2、本专利技术二维运动组件与打印头结构示意图；图3、本专利技术二维运动组件为龙门机床的局部结构示意图；图4、本专利技术二维运动组件为机械手的局部结构示意图。其中，100为二维运动组件，101为铺粉，102为打印头，103为激光器，105为加工平板，106为粉盒，111为纵向轨道梁，112为横梁112，113为滑块，114为机械手，200为成形舱，201为升降机构，203为舱顶板。具体实施方式一种增材制造装置，包括括成形舱200、铺粉器101、粉盒106、打印头102和激光器103，其中成形舱200上端面设有舱顶板203，舱顶板203中间开有矩形大口，在舱顶板203的矩形大口内设有加工平板105，加工平板105与成形舱200内的升降机构201连接，舱顶板203上设有铺粉器101，舱顶板203靠边缘处设有细长口与粉盒106出粉口连接，其特征在于，在舱顶板203上设有二维运动组件100，打印头102安装在二维运动组件100上，二维运动组件100使打印头102能够横向和纵向移动，打印头102通过电缆又与激光器连接。所述的二维运动组件100为龙门机床，具体地，二维运动组件100包括固定在舱顶板203上的两条纵向轨道梁111，在两条纵向轨道梁111上设有横梁112，横梁112能够在两条纵向轨道梁111上做纵向滑动，在横梁112安装有滑块113，滑块113上固定安装有打印头102，滑块113带动打印头102在横梁112上横向滑动。所述的二维运动组件100也可以为机械手114，机械手114固定在成形舱200或激光器103上，机械手114的前端固定有打印头102，机械手114带动打印头102做纵向或横向的移动。为了更好地说明本专利技术的目的和优点，下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种增材制造大尺寸金属零部件的装置，由成形舱、铺粉器101、打印头102、激光器103、二维运动组件100等部件组成。所述成形舱，最上面为加工平板105，在安装在加工平板105下面的升降机构的带动下，加工平板105可上下运动。所述铺粉器101，可在成形舱的加工平板105上均匀地铺上一层粉末。所述打印头102，随二维运动组件100在X、Y方向按照既定路径运动，二维运动组件100为龙门机床，在电机的带动下，可带动打印头102运动。打印头102将激光器103输出的激光汇聚在加工平板105上，并将铺粉器101在加工平板105上铺的粉末烧结熔化。当打印头102完成一层的加工后，加工平板105在升降机构的带动下下降一定高度，铺粉器101再在加工平板105上铺一层粉，然后打印头102继续按照预定的路径在加工平板105上将粉末烧结熔化，如此反复即可实现零件的增材制造。实施例本专利技术提供一种增材制造装置，由成形舱、铺粉器、打印头、激光器、二维运动组件等部件组成。铺粉器在加工平面铺一层粉后，二维运动组件打印头在X、Y方向按照既定路径运动，打印头将激光器输出的光汇聚在加工平板上，并将铺粉器在加工平板上铺的粉末烧结熔化，逐层加工即可完成零件的增材制造。所述成形舱，最上面为加工平板，在升降机构的带动下，加工平板可上下运动。所述铺粉器，可在成形舱的加工平板上均匀地铺上一层粉。所述打印头，随二维运动组件在X、Y方向按照既定路径运动，二维运动组件由龙门机床或机械手组成。打印头将激光器输出的光汇聚在加工平板上，并将铺粉器在加工平板上铺的粉末烧结熔化。当打印头完成一层的加工后，加工平板在升降机构的带动下下降一定高度，铺粉器再在加工平板上铺一层粉，然后打印头继续按照预定的路径在加工平板上将粉末烧结熔化，如此反复即可实现零件的增材制造。本专利技术提供一种新型的增材制造装置，先在加工平面铺一层粉后，用机床本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造装置，包括括成形舱(200)、铺粉器(101)、粉盒(106)、打印头(102)和激光器(103)，其中成形舱(200)上端面设有舱顶板(203)，舱顶板(203)中间开有矩形大口，在舱顶板(203)的矩形大口内设有加工平板(105)，加工平板(105)下表面与成形舱(200)内的升降机构(201)连接，舱顶板(203)上设有铺粉器(101)，舱顶板(203)靠边缘处设有细长口与粉盒(106)出粉口连接，其特征在于，在舱顶板(203)上设有二维运动组件(100)，打印头(102)安装在二维运动组件(100)上，二维运动组件(100)使打印头102能够横向和纵向移动，打印头(102)通过电缆又与激光器连接。

【技术特征摘要】
1.一种增材制造装置，包括括成形舱(200)、铺粉器(101)、粉盒(106)、打印头(102)和激光器(103)，其中成形舱(200)上端面设有舱顶板(203)，舱顶板(203)中间开有矩形大口，在舱顶板(203)的矩形大口内设有加工平板(105)，加工平板(105)下表面与成形舱(200)内的升降机构(201)连接，舱顶板(203)上设有铺粉器(101)，舱顶板(203)靠边缘处设有细长口与粉盒(106)出粉口连接，其特征在于，在舱顶板(203)上设有二维运动组件(100)，打印头(102)安装在二维运动组件(100)上，二维运动组件(100)使打印头102能够横向和纵向移动，打印头(102)通过电缆又与激光器连接。2.根据权利要求1所述的一种增...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭学佳，黄声野，钱盈，
申请(专利权)人：中国兵器装备研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11