一种基板安装机构及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种基板安装机构及其应用，属于增材制造领域。该基板安装机构用于增材制造激光成型设备，所述基板安装机构包括：基板安装框、底部升降件和安装框限制件；所述基板安装框包括嵌套设置的多个开有中心通孔的框架，所述框架的尺寸从内向外依次增大；在每个所述框架的下方均连接有一个随框临时缸体；所述随框临时缸体开有中心通孔，其中心通孔和与其连接的框架的中心通孔连通，且尺寸、形状均相同。本发明专利技术通过变换基板尺寸，实现小平台小粉量，大平台大粉量的定量化成形，可以实现粉末的高效利用，减少浪费，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基板安装机构及其应用
本专利技术属于增材制造领域，具体涉及一种基板安装机构及其应用。
技术介绍
激光增材制造技术是一种利用激光对粉末等原料进行融化烧结，从而逐层对所需零件进行成形的加工技术，是一种“快速制造技术”。其基本制造思路为层积的堆叠制造方式，将原材料均匀铺设在代加工平面，利用激光对所需成形区域进行融化加工，随后进行下一层原料的铺设，再次利用激光加工，重复加工直至零件成型完毕。该制造技术可以一次成形较为复杂的零件，使零件的一体化性能更强，减少分体零件组合装配时零件间的互相作用力，目前在航空航天、船舶、医疗、核电等诸多领域均有应用。传统的增材制造激光成型设备包括：成形室、在成形室的背板设置的铺粉装置、可以上升和下降的基板平台，基板安装在基板平台上，成形室的一侧为供粉缸，另一侧为成型缸。每层粉末激光成型结束后，供粉缸上升一个层厚，成型缸下降一个层厚，粉末刮刀由供粉缸向成型缸水平移动，完成铺粉后水平移动返回，完成一层粉末的铺设。传统基板安装机构一般为单尺寸基板安装，在成型小尺寸等与基板尺寸差距较大的工件时，由于需要满足每层粉末铺设平整的要求，会产生较多粉末冗余在基板上，随着基板的逐层下降，基板留白区域需要全部填充粉末，因而会造成粉末利用率低下，使得大量粉末需要回收利用，粉末回收流转过程中必然导致材料的浪费，增加了增材制造的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基板安装机构及其应用，提高粉末利用率，减少浪费，降低生产成本。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基板安装机构，用于增材制造激光成型设备，所述基板安装机构包括：基板安装框、底部升降件和安装框限制件；所述基板安装框包括嵌套设置的多个开有中心通孔的框架，所述框架的尺寸从内向外依次增大；在每个所述框架的下方均连接有一个随框临时缸体；所述随框临时缸体开有中心通孔，其中心通孔和与其连接的框架的中心通孔连通，且尺寸、形状均相同。在每个所述框架的两个对称的边上均开有水平的限位孔；当各个框架位于同一个平面内时，所有框架两侧的限位孔分别对齐；在位于中间的框架的另外两个对称的边上均开有第一凹槽，所述第一凹槽朝向框架内侧的一面开口；在所述第一凹槽中安装有弹性元件和凹槽封闭挡板；所述弹性元件的一端与凹槽的底部连接，另一端与凹槽封闭挡板连接；所述凹槽封闭挡板能够将所述第一凹槽的开口封闭。所述底部升降件包括可升降杆和连接在可升降杆上端的平台，所述平台设置在最内侧的框架的中心通孔内；所述平台的中心、各个框架的中心均位于同一条铅垂直线上，所述平台所在的平面、各个框架所在的平面均平行；在所述平台的上端面上安装有内侧基板安装平面。在所述底部升降件的平台上开有第二凹槽，在所述第二凹槽内安装有中间框架随行限制件，所述中间框架随行限制件包括位于第二凹槽两侧的推力件和与推力件连接的挡块，推力件将挡块推出后，挡块能够插入所述第一凹槽内，顶住所述凹槽封闭挡板。所述安装框限制件包括：推力部件和框架限位杆，所述安装框限制件设置在最外侧的框架的两侧；所述框架限位杆的一端与推力部件连接，另一端为自由端，能够插入到各个所述框架的限位孔内。在所述增材制造激光成型设备的成形室的底部的中间开有成形孔，所述基板安装机构设置在该成形孔内；在成形孔的两侧对称设置有两个第三凹槽，在每个第三凹槽内设置有所述安装框架限制件。优选的，所述基板安装框包括从内向外嵌套的中间框架和外层框架。本专利技术还提供了一种所述的基板安装机构的使用方法，所述方法包括：如果基板的尺寸与内侧基板安装平面的尺寸相同，则将内侧基板安装平面作为基板平台：驱动安装框限制件中的限位杆伸出，限位杆穿过外层框架的限位孔后插入到中间框架的限位孔内，将中间框架和外层框架固定住；中间框架随行限制件中的挡块不伸出；只有内侧基板安装平面能够随底部升降件进行下降。本专利技术还提供了另一种所述的基板安装机构的使用方法，所述方法包括：所述方法包括：如果基板的尺寸等于中间框架的尺寸，则将内侧基板安装平面和中间框架进行组合形成基板平台：驱动安装框限制件中的限位杆插入到外层框架的限位孔内，将最外侧框架固定住；驱动中间框架随行限制件中的挡块插入到中间框架的第一凹槽内；内侧基板安装平面、中间框架能够随底部升降件进行下降。本专利技术还提供了再一种所述的基板安装机构的使用方法，所述方法包括：所述方法包括：如果基板的尺寸等于外层框架，则将内侧基板安装平面、中间框架、外层框架进行组合形成基板平台：安装框限制件中的限位杆不伸出；驱动中间框架随行限制件中的挡块插入到中间框架的第一凹槽内，内侧基板安装平面、中间框架、外侧框架均能够随底部升降件进行下降。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：传统增材制造激光成型设备通常使用一种固定尺寸的基板，在成型尺寸小于基板较多的工件时，由于需要用粉末将基板铺满的成型需要，会造成大量粉末冗余，造成浪费。本专利技术通过变换基板尺寸，实现小平台小粉量，大平台大粉量的定量化成形，可以实现粉末的高效利用，减少浪费，降低成本。附图说明图1基板安装机构主视爆炸视图；图2基板安装机构主视安装完成视图；图3基板安装框架最外侧框架、中间框架与对应随框临时缸体主视爆炸视图；图4基板安装框架中间框架仰视图；图5底部升降件俯视安装完成图；图6本专利技术实施例一原理图；图7本专利技术实施例二原理图；图8本专利技术实施例三原理图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述：本专利技术提供了一种基板安装机构。如图1-图5所示，所述一种多尺寸基板安装机构，包括安装在所述成形室底板中间部位的多尺寸基板安装框14，所述基板安装框14下方安装有随框临时缸体15，以及安装在所述多尺寸基板安装框14内部的底部升降件17，安装在所述底部升降件17上部的内侧基板安装平面36，安装在所述基板安装框14上部或所述内侧基板安装平面36上部的成形基板。所述多尺寸基板安装框14为多个框架嵌套，所述框架的尺寸从内向外依次增大；每个框架均开有中心通孔(通孔的形状根据需求进行设计，本实施例中采用长方形通孔)，其中本专利技术中所列举的多个框架嵌套具体为两个，分别为外层框架、中间框架，通过所述的多尺寸基板安装框14与内侧基板安装平面36可实现三个不同成形幅面尺寸变换。也可以根据实际需要将多尺寸基板安装框14设计为多于两个框架嵌套。在所述多尺寸基板安装框14中的每个框架的边框均开有限位孔，所述限位孔位于框架两个对称的边上。在所述多尺寸基板安装框14中的中间框架的底部的另外两个对称的边开有第一凹槽18，所述第一凹槽朝向框架内侧的一面开口，在该开口处设置有凹槽封闭挡板27，挡板27是和凹槽侧面开口大小相同的薄板。在所述第一凹槽18中安装有弹性元件26(弹性元件采用现有的多种弹性结构即可，例如可以采用弹簧。)，所述弹性元件26与所述凹槽封闭挡板27相连(例如与弹簧焊接连接)，形成封闭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基板安装机构，用于增材制造激光成型设备，其特征在于：所述基板安装机构包括：基板安装框、底部升降件和安装框限制件；/n所述基板安装框包括嵌套设置的多个开有中心通孔的框架，所述框架的尺寸从内向外依次增大；在每个所述框架的下方均连接有一个随框临时缸体；/n所述随框临时缸体开有中心通孔，其中心通孔和与其连接的框架的中心通孔连通，且尺寸、形状均相同。/n

【技术特征摘要】
1.一种基板安装机构，用于增材制造激光成型设备，其特征在于：所述基板安装机构包括：基板安装框、底部升降件和安装框限制件；
所述基板安装框包括嵌套设置的多个开有中心通孔的框架，所述框架的尺寸从内向外依次增大；在每个所述框架的下方均连接有一个随框临时缸体；
所述随框临时缸体开有中心通孔，其中心通孔和与其连接的框架的中心通孔连通，且尺寸、形状均相同。


2.根据权利要求1所述的基板安装机构，其特征在于：在每个所述框架的两个对称的边上均开有水平的限位孔；当各个框架位于同一个平面内时，所有框架两侧的限位孔分别对齐；
在位于中间的框架的另外两个对称的边上均开有第一凹槽，所述第一凹槽朝向框架内侧的一面开口；
在所述第一凹槽中安装有弹性元件和凹槽封闭挡板；所述弹性元件的一端与凹槽的底部连接，另一端与凹槽封闭挡板连接；所述凹槽封闭挡板能够将所述第一凹槽的开口封闭。


3.根据权利要求1所述的基板安装机构，其特征在于：所述底部升降件包括可升降杆和连接在可升降杆上端的平台，所述平台设置在最内侧的框架的中心通孔内；所述平台的中心、各个框架的中心均位于同一条铅垂直线上，所述平台所在的平面、各个框架所在的平面均平行；在所述平台的上端面上安装有内侧基板安装平面。


4.根据权利要求3所述的基板安装机构，其特征在于：在所述底部升降件的平台上开有第二凹槽，在所述第二凹槽内安装有中间框架随行限制件，所述中间框架随行限制件包括位于第二凹槽两侧的推力件和与推力件连接的挡块，推力件将挡块推出后，挡块能够插入所述第一凹槽内，顶住所述凹槽封闭挡板。


5.根据权利要求4所述的基板安装机构，其特征在于：所述安装框限制件包括：推力部件和框架限位杆，所述安装框限制件设置在最外侧的框架的两侧；所述框架...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瀚宁，梁晓丹，徐思文，孙丽玲，苏卫星，何茂伟，朱广为，王正方，
申请(专利权)人：天津斯沃姆科技发展有限公司，天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12