一种激光选区熔化成形设备制造技术

本发明专利技术涉及一种激光选区熔化成形设备。该设备至少包括：二维移动装置、成形工作台、成形舱室、辅助舱室、铺粉装置、粉料送进装置、余粉回收装置和激光打印器，成形舱室和辅助舱室分设在设备主体的两侧，二维移动装置连接并能驱动成形工作台在成形舱室和辅助舱室之间移动，其中，二维移动装置包括用于驱动成形工作台在纵向移动的纵向驱动单元，以及用于驱动成形工作台横向移动的横向驱动单元，在成形舱室密封状态下，激光打印器将成形工作台上的金属粉末熔化成形为预定零件，余粉回收装置用于回收多余的金属粉末，二维移动机构驱动成形工作台从成形舱室移动到辅助舱室，辅助舱室设有取物窗口，用于将成形工作台上的零件取走。

A Laser Selective Melting Equipment

The invention relates to a laser selective melting forming equipment. The equipment includes at least two-dimensional moving device, forming workbench, forming cabin, auxiliary cabin, powder spreading device, powder feeding device, residual powder recovery device and laser printer. The forming cabin and auxiliary cabin are located on both sides of the main body of the equipment. The two-dimensional moving device connects and drives the forming workbench to move between the forming cabin and the auxiliary cabin. The laser printer melts the metal powder on the forming table into a predetermined part under the sealed condition of the forming cabin. The residual powder recovery device is used to recover the surplus metal powder. The two-dimensional moving mechanism drives the forming work. The platform moves from the forming cabin to the auxiliary cabin. The auxiliary cabin is provided with a pick-up window for removing the parts on the forming table.

【技术实现步骤摘要】
一种激光选区熔化成形设备
本专利技术涉及增材制造设备
，特别是涉及一种激光选区熔化成形设备。
技术介绍
目前国内的激光选区熔化SLM设备可加工的金属零件规格小，重量轻，成形后可直接从成形舱室取出，另外，由于成形的零件小，成型工作台面面积小，其平面度易于满足激光熔化要求，成形高度小，成形工作台升降运动的直线度以及升降运动与工作台面的垂直度相对易于保证。随着激光选区熔化技术的发展，需要探索如何利用激光选区熔化技术做出更大的零件，对设备的大型化和精密化的要求越来越高，现有的设备型式制约着能加工零件规格和精度的发展，需要研制新的设备结构型式来满足激光选区熔化工艺的要求。随着可加工零件尺寸规格的增大，成形后零件的取出，成形工作台面积变大后其平面度如何保证，升降行程增大后其直线度以及与工作台面的垂直度如何满足激光选区熔化的要求，现存的设备主体结构难以满足这些要求，需要新的思路并构建新的主体结构型式来解决这些问题。因此，专利技术人提供了一种激光选区熔化成形设备。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种激光选区熔化成形设备，随着成形工作台在成形舱室和辅助舱室之间的移动，将成形过程与零件的取放处于不同不同舱室中操作，并且保证了精确可靠的移动，满足了大尺寸规格的零件加工。本专利技术的实施例提出了一种激光选区熔化成形设备，该设备包括：二维移动装置、成形工作台(11)、成形舱室(3)、辅助舱室(7)、铺粉装置(4)、粉料送进装置(5)、余粉回收装置(6)和激光打印器(20)，所述激光打印器(20)设在所述成形舱室(3)的顶部，所述成形舱室(3)和所述辅助舱室(7)分设在设备主体的两侧，所述二维移动装置连接并能驱动所述成形工作台(11)在所述成形舱室(3)和所述辅助舱室(7)之间移动，其中，所述二维移动装置包括用于驱动所述成形工作台(11)在纵向移动的纵向驱动单元(2)，以及用于驱动所述成形工作台(11)横向移动的横向驱动单元(1)，所述粉料送进装置(5)用于输送金属粉末，所述铺粉装置(4)用于将输送来的金属粉末铺在所述成形工作台(11)上，在所述成形舱室(3)密封状态下，所述激光打印器(20)用于将所述成形工作台(11)上的金属粉末熔化成形为预定零件，所述余粉回收装置(6)用于回收多余的金属粉末，所述二维移动机构驱动所述成形工作台(11)从所述成形舱室(3)移动到所述辅助舱室(7)，所述辅助舱室(7)设有取物窗口，用于将成形工作台(11)上的零件取走。进一步地，还包括左底座(8)和右底座(9)，所述横向驱动单元(1)包括驱动机构以及左导轨组和右导轨组，所述成形工作台(11)通过左导轨组和右导轨组架设在所述左底座和右底座的上部，所述驱动机构驱动左导轨组和右导轨组同步移动，带动所述成形工作台(11)在所述成形舱室(3)和辅助舱室(7)之间移动。进一步地，所述纵向驱动单元(2)包括成形密封箱(13)、升降滑枕支座(14)以及在动力传递方向设置的电机、减速器(17)、第一滚珠丝杠(16)和升降滑枕(12)，所述升降滑枕(12)的顶端连接所述成形工作台(11)，四根直线导轨(15)呈矩形对称设在所述升降滑枕(12)和所述升降滑枕支座(14)之间，所述成形密封箱(13)设在四根所述直线导轨(15)外围,所述成形密封箱(13)的顶部用于支承所述成形工作台(11)，在动力传递方向上，电机驱动减速器(17)带动第一滚珠丝杠(16)，用于驱动升降滑枕(12)沿四根直线导轨(15)竖直方向升降运动，从而带动成形工作台(11)能在成形密封箱(13)中做升降运动。进一步地，纵向驱动单元还包括编码器(18)，所述编码器用于反馈所述成形工作台(11)在竖直方向的位移。进一步地，所述成形舱室(3)为包括相应侧板、顶板的舱门的箱体结构，在成形操作时，所述成形工作台(11)随所述成形密封箱(13)移动到所述成形舱室(3)的底部，所述成形密封箱(13)与所述成形舱室(3)形成密封舱室。进一步地，所述成形舱室(3)的侧板上设有激光安全防护玻璃的第一观察窗口(19)，实时观察成形舱室(3)内部加工情况，所述成形舱室(3)顶板上安装两套所述激光打印器(20)。进一步地，所述铺粉装置(4)包括铺粉刮板(21)、驱动装置(22)、刮板导轨(23)的检测开关(24)，所述驱动装置(22)用于驱动所述扑粉刮板(21)沿刮板导轨(23)运动，进行铺粉，所述检测开关(24)用于检测铺粉刮板(21)的两个极限位置，发出到位信号。进一步地，所述粉料送进装置(5)包括粉料支板(25)、直线运动组件(26)、送粉密封箱体(28)、支架(29)以及在动力传递方向设置的电机(30)和第二滚珠丝杠(27)，所述支架(29)设在所述电机(30)的外围，所述送粉密封箱体(28)安装在所述支架(29)上部的所述直线运动组件(26)外围，所述直线运动组件(26)安装在所述第二滚珠丝杠(27)的两侧，在动力传递方向上，所述电机(30)驱动所述第二滚珠丝杠(27)连同粉料支板(25)经直线运动组件(26)，将定量粉料送到铺粉刮板(21)的前方，由铺粉刮板(21)将粉料铺放到成形工作台(11)的零件垫板上。进一步地，所述余粉回收装置(6)用于将铺放后的多余粉料进行回收，所述余粉回收装置(6)包括从上到下设置的粉料收集漏斗(31)、储料箱(32)。进一步地，所述辅助舱室(7)为包括相应侧板、顶板的舱门(33)的箱体结构，在所述成形工作台(11)随所述成形密封箱(13)移动到所述辅助舱室(7)的底部时，所述成形密封箱(13)与所述辅助舱室(7)形成密封舱室，在所述辅助舱室(7)的侧板上设有第二观察窗口(34)，在所述第二观察窗口(34)下方设有一体化的密封手套(35)，用于在惰性气体保护条件下对舱内进行人工操作。综上，本专利技术的有益效果如下：1、采用成形工位和辅助工位双工位分别完成零件成形、零件预处理及成形后取出工件的工作，解决了大型金属零件成形前基板的调整问题以及成形后零件在成形舱室难以取出的问题；2、驱动成形工作台升降运动的纵向驱动单元采用呈矩形对称布置的四条直线导轨导向，通过电机驱动中间第一滚珠丝杠的重心驱动方式，大大减小了成形过程中随着零件成形高度变化导致负载变化而产生的不对称变形，提高了升降行程增大后成形工作台升降运动的直线度以及与工作台面的垂直度，保证了工作台面平面度在成形过程中的稳定性，进而提高金属零件的成形精度；3、还可以在辅助工位利用辅助舱室在相对密闭的情况下取出多余粉料，提升了取粉的便利性与安全性；4、由于采用了辅助工位，大大减小成形舱室的容积，加快成形舱室洗气速度，提高工件成形效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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1a、图1b、图1c分别是本专利技术实施例的一种激光选区熔化成形设备的总体结构不同侧视示意图。图2是本专利技术实施例的横向驱动单元的示意图。图3a和图3b是本专利技术实施例的纵向驱动单元的示意图。图4是本专利技术实施例的成形舱室的示意图。图5是本专利技术实施例的铺粉装置的示意图。图6是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光选区熔化成形设备，其特征在于，包括：二维移动装置、成形工作台(11)、成形舱室(3)、辅助舱室(7)、铺粉装置(4)、粉料送进装置(5)、余粉回收装置(6)和激光打印器(20)，所述激光打印器(20)设在所述成形舱室(3)的顶部，所述成形舱室(3)和所述辅助舱室(7)分设在设备主体的两侧，所述二维移动装置连接并能驱动所述成形工作台(11)在所述成形舱室(3)和所述辅助舱室(7)之间移动，其中，所述二维移动装置包括用于驱动所述成形工作台(11)在纵向移动的纵向驱动单元(2)，以及用于驱动所述成形工作台(11)横向移动的横向驱动单元(1)，所述粉料送进装置(5)用于输送金属粉末，所述铺粉装置(4)用于将输送来的金属粉末铺在所述成形工作台(11)上，在所述成形舱室(3)密封状态下，所述激光打印器(20)用于将所述成形工作台(11)上的金属粉末熔化成形为预定零件，所述余粉回收装置(6)用于回收多余的金属粉末，所述二维移动机构驱动所述成形工作台(11)从所述成形舱室(3)移动到所述辅助舱室(7)，所述辅助舱室(7)设有取物窗口，用于将成形工作台(11)上的零件取走。

【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化成形设备，其特征在于，包括：二维移动装置、成形工作台(11)、成形舱室(3)、辅助舱室(7)、铺粉装置(4)、粉料送进装置(5)、余粉回收装置(6)和激光打印器(20)，所述激光打印器(20)设在所述成形舱室(3)的顶部，所述成形舱室(3)和所述辅助舱室(7)分设在设备主体的两侧，所述二维移动装置连接并能驱动所述成形工作台(11)在所述成形舱室(3)和所述辅助舱室(7)之间移动，其中，所述二维移动装置包括用于驱动所述成形工作台(11)在纵向移动的纵向驱动单元(2)，以及用于驱动所述成形工作台(11)横向移动的横向驱动单元(1)，所述粉料送进装置(5)用于输送金属粉末，所述铺粉装置(4)用于将输送来的金属粉末铺在所述成形工作台(11)上，在所述成形舱室(3)密封状态下，所述激光打印器(20)用于将所述成形工作台(11)上的金属粉末熔化成形为预定零件，所述余粉回收装置(6)用于回收多余的金属粉末，所述二维移动机构驱动所述成形工作台(11)从所述成形舱室(3)移动到所述辅助舱室(7)，所述辅助舱室(7)设有取物窗口，用于将成形工作台(11)上的零件取走。2.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形设备，其特征在于，还包括左底座(8)和右底座(9)，所述横向驱动单元(1)包括驱动机构以及左导轨组和右导轨组，所述成形工作台(11)通过左导轨组和右导轨组架设在所述左底座和右底座的上部，所述驱动机构驱动左导轨组和右导轨组同步移动，带动所述成形工作台(11)在所述成形舱室(3)和辅助舱室(7)之间移动。3.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形设备，其特征在于，所述纵向驱动单元(2)包括成形密封箱(13)、升降滑枕支座(14)以及在动力传递方向设置的电机、减速器(17)、第一滚珠丝杠(16)和升降滑枕(12)，所述升降滑枕(12)的顶端连接所述成形工作台(11)，四根直线导轨(15)呈矩形对称设在所述升降滑枕(12)和所述升降滑枕支座(14)之间，所述成形密封箱(13)设在四根所述直线导轨(15)外围,所述成形密封箱(13)的顶部用于支承所述成形工作台(11)，在动力传递方向上，电机驱动减速器(17)带动第一滚珠丝杠(16)，用于驱动升降滑枕(12)沿四根直线导轨(15)竖直方向升降运动，从而带动成形工作台(11)能在成形密封箱(13)中做升降运动。4.根据权利要求3所述的激光选区熔化成形设备，其特征在于，纵向驱动单元还包括编码器(18)，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭东，王海涛，邱生祥，巩水利，孙年俊，谭永生，黎明，李初晔，冯长征，李中凯，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11