一种粉末床增材制造系统和粉末床增材制造方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种粉末床增材制造用投影式随形加热系统和方法，包括：计算机控制装置、温度控制装置、非接触式温度传感器、两个投影式加热装置、铺粉车、粉料仓、基板、粉末回收仓、激光扫描系统，计算机控制装置、温度控制装置、非接触式温度传感器依次连接，激光扫描系统与计算机控制装置相连，铺粉车与粉料仓相隔预设距离；多模块集成系统。本发明专利技术采用投影式加热，激光选区熔化增材制造过程中加热区域随着层片几何形状的改变而变化，对激光选区熔化增材制造的每一层制件区域进行精准加热，减少加热过程中温度梯度，减小残余应力；有效减小马氏体合金等室温脆性大材料的开裂和变形。小马氏体合金等室温脆性大材料的开裂和变形。小马氏体合金等室温脆性大材料的开裂和变形。

【技术实现步骤摘要】
一种粉末床增材制造系统和粉末床增材制造方法


[0001]本专利技术涉及激光选区熔化增材制造和粉末床增材制造
，具体涉及一种粉末床增材制造系统和粉末床增材制造方法。

技术介绍

[0002]针对金属激光选区熔化增材制造过程高温度梯度、热残余应力以及变形和开裂等问题，本专利技术提出了随形投影式预热方法降低温度梯度，减少残余应力，防止成形件的变形及开裂。对于马氏体合金等室温脆性大材料，激光选区熔化增材成形过程中扫描速度是传统激光焊接的几十倍，熔池温度梯度高，制件内部存在很大的热应力、组织应力和残余应力，易导致成形件在打印过程中发生裂纹。预热是降低激光选区熔化增材制造马氏体合金等室温脆性大材料开裂的主要有效措施。目前粉末床增材制造的加热方法主要采用整体成形缸的缸壁加热和粉末床成形基板的整面加热，可以有效减缓增材过程的温度梯度，降低残余应力；然而导致能量消耗大，而且整体设备处于高温工况环境，设备稳定性较差。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中采用整体成形缸的缸壁加热和粉末床成形基板的整面加热而导致的能源消耗大、设备稳定性变差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉末床增材制造系统，其特征在于，包括：计算机控制装置(1)、温度控制装置(2)、非接触式温度传感器(3)、两个投影式加热装置(4)、铺粉车(5)、粉料仓(6)、基板(7)、粉末回收仓(8)、激光扫描系统(9)，所述计算机控制装置(1)、温度控制装置(2)、非接触式温度传感器(3)依次连接，所述激光扫描系统(9)与所述计算机控制装置(1)相连，位于所述基板正上方的、高于所述投影式加热装置(4)预设距离的位置；工件上表面与所述粉料仓(6)、粉末回收仓(8)处于同一水平线，所述铺粉车(5)与所述粉料仓(6)相隔预设距离；所述非接触式温度传感器(3)设置在所述投影式加热装置(4)上；两个投影式加热装置(4)可形成特定的照射区域；温度控制装置(2)根据计算机控制装置(1)提供的当前扫描层的轮廓信息将指令信息传给投影式加热装置(4)，投影式加热装置(4)对指定区域进行加热，基板(7)下降一个层厚高度，同时粉料仓(6)上升一个层厚高度，铺粉车(5)向前运动将粉末均匀的铺在基板(7)上，多余的粉末被推到粉末回收仓(8)内；非接触式温度传感器(3)向温度控制系统传输投影式加热装置的实时温度，并通过温度控制系统进行实时调控；在加热过程的同时，激光扫描装置(9)对当前层进行扫描使粉末熔化；如此重复操作，完成成形件的打印。2.根据权利要求1所述的粉末床增材制造系统，其特征在于，所述投影式加热装置(4)为基于空间光调制器的面投影加热装置。3.根据权利要求1所述的粉末床增材制造系统，其特征在于，所述投影式加热装置(4)采用红外光、绿色及其波段光源中的一种。4.一种粉末床增材制造方法，其特征在于，包括步骤：将待加热的工件，按照预设方法进行分层切片；将所述分层切片输入粉末床增材控制系统和权利要求1
‑
3任一所述的粉末床增材制造系统；粉末床增材控制系统根据当前分层切片的轮廓信息，计算形成需要加热的区域几何形状，并将加热区域的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李怀学，李富晖，胡全栋，谢印开，张雪峰，
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：