铺粉式金属增材制造设备以及基板校准装置、基板校准方法、扫描振镜的校准方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光增材制造技术领域，具体而言涉及铺粉式金属增材制造设备以及基板校准装置、基板校准方法、扫描振镜的校准方法，包括：安装板，所述安装板内侧设有上端开放的容纳槽；升降台，位于所述容纳槽中，所述升降台的上端面定义为安装面；基板，连接到所述升降台的安装面。基准条定义出可视化的基准线，在基板上制作十字标线，在安装校准时，实时的对比十字标线和基准线的位置，通过十字标线和基准线是否重合快速判断基板的水平方向安装位置，通过准齐金属条与安装板的高度差快速判断基板安装的高度误差，通过激光器出红光与基板上的十字线交点快速判断振镜安装的位置误差，如此，形成基板和扫描振镜的快速校准。形成基板和扫描振镜的快速校准。形成基板和扫描振镜的快速校准。

【技术实现步骤摘要】
铺粉式金属增材制造设备以及基板校准装置、基板校准方法、扫描振镜的校准方法


[0001]本专利技术涉及激光增材制造
，具体而言涉及铺粉式金属增材制造设备以及基板校准装置、基板校准方法、扫描振镜的校准方法。

技术介绍

[0002]三维打印装备主要分为：熔融沉积成形(FDM)、聚合物喷射成形(PolyJet)、激光立体光固化成形(SLA)、激光选区熔融成形(SLM)、激光选区烧结成形(SLS)、电子束直接成形(EBDM)等类型，它们普遍具有相似的“逐层堆积”立体成形过程，即通过熔融挤出头、微喷嘴阵列定向沉积方式，或通过激光、电子束定向扫描液体/粉末界面方式，生成平面形状精确可控的片状固化物，并通过片状固化物逐层堆积与层间粘合机制实现三维立体成形。其中，激光能量形态的定向能扫描装置以其速度快、成形分辨率高等固有特性，使得SLA、SLS、SLM等三维打印装备的应用优势越来越凸显，并已在个性化穿戴、医疗、航空航天等领域得到了批量应用。
[0003]铺粉式金属3D打印属于选择性激光熔化技术(SLM),是金属材料增材制造中的一种主要技术途径。该技术以预置于粉末平台上的金属粉末为原料，以零件的三维数字模型为基础，切片生成轨迹路径，利用激光作为能量源，在三维模型离散出的一系列二维平面上，逐层熔融粉末，并最终制造出三维金属零件。
[0004]在铺粉3D打印的工作过程中，位置校准是一项非常重要的工作，打印时，振镜原点需要与基板中心原点完全重合，否则，标定拼接乃至正式打印过程中，都会出现打印位置偏移，产生缺陷，影响打印质量。

技术实现思路

[0005]本专利技术目第一方面提出一种技术方案，一种铺粉式金属增材制造设备的基板校准装置，包括：
[0006]安装板，所述安装板内侧设有上端开放的容纳槽；
[0007]升降台，位于所述容纳槽中，所述升降台的上端面定义为安装面；
[0008]基板，连接到所述升降台的安装面，且所述升降台被设置成能沿纵向方向移动，使所述基板沿纵向产生位移；
[0009]两个基准条，每个所述基准条的外壁设有标记线；
[0010]其中，所述安装板的上端面定义为水平基准面，在水平基准面内定义第一基准线、第二基准线和第三基准线，所述第一基准线和第三基准线均垂直于第二基准线；
[0011]沿所述第一基准线的延伸方向与所述安装板边缘的两个交点分别设有第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽和第二卡槽的第一侧面与第一基准线重合，沿所述第三基准线的延伸方向与所述安装板边缘的两个交点分别设有第三卡槽和第四卡槽，所述第三卡槽和第四卡槽的第一侧面与第三基准线重合；
[0012]第一基准条的第一端和第二端分别被放置在所述第一卡槽和第二卡槽中，第二基准条的第一端和第二端分别被放置在所述第三卡槽和第四卡槽中时，在垂直于水平基准面方向，第一基准条的基准侧面与所述第一基准线重合，第二基准条的基准侧面与第三基准线重合，所述标记线与第二基准线重合，所述基准条的上端面与所述水平基准面重合；
[0013]所述基板的上端面设有十字刻线，当所述基板被安装到安装面的基准位置时，在垂直于水平基准面方向，所述十字刻线与基准侧面、标记线重合，第一基准条上端面和第二基准条的上端面与所述水平基准面重合。
[0014]优选的，每个所述卡槽均包括底面、第一侧面、第二侧面和第三侧面，所述第一侧面和第二侧面处于对立面，当所述基准条设置在所述卡槽中时，所述第一侧面和第二侧面分别所述基准条的两侧面贴合，所述基准条的端面与所述第三侧面贴合。
[0015]优选的，所述基准条的截面为矩形。
[0016]优选的，所述第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽、第四卡槽的宽度与基准条的宽度相同；所述第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽、第四卡槽的深度与所述基准条的厚度相同。
[0017]优选的，所述标记线绕所述基准条表面一周设置。
[0018]优选的，所述标记线包括凹刻线，所述标记线的宽度小于0.1mm。
[0019]优选的，所述基板的四角设有第一螺孔，所述安装面的四角设有第二螺孔，所述基板的四角设有四个螺栓，每个所述螺栓穿过第一螺孔、第二螺孔使所述基板安装到安装面。
[0020]本专利技术第二方面提出一种技术方案，一种铺粉式金属增材制造用基板校准方法，使用上述的基板校准装置，包括以下步骤：
[0021]步骤1、将基板放置在安装面表面，并在四角安装四个螺栓；
[0022]步骤2、使升降台下降至基板上端面低于卡槽底面的高度；
[0023]步骤3、将第一基准条放到安装板的第一卡槽、第二卡槽中，将第二基准条放到安装板的第三卡槽、第四卡槽中，使第一基准条的基准侧面定义第一基准线，第二基准条的基准侧面定义第三基准线，第一基准条的标记线定义第二基准线；
[0024]步骤4、沿垂直于安装板上端面的方向，观察基板上的十字刻线；
[0025]步骤5、当十字刻线与第一基准线、第二基准线不重合时，拧松螺栓，调整基板的位置，使两个十字刻线分别与第一基准线、第二基准线重合，再拧紧螺栓；
[0026]步骤6、使升降台上升至基板上端面与第一基准条、第二基准条的下端面贴合；
[0027]步骤7、定义第一基准条的第一端为A点，第二基准条的第二端为B点，沿第二基准线方向观察并判断A点、B点的相对高度，拧松/紧对应的螺栓，使A点、B点处于水平基准面的高度，沿第一基准线方向观察并判断第一基准条和第二基准条的高度，拧松/紧对应的螺栓，使第一基准条和第二基准条的上端面处于水平基准面的高度。
[0028]优选的，在步骤中，通过向基板与安装板之间的缝隙中填入多层薄金属片的方式使基板沿第一基准线或第二基准线的方向移动。
[0029]本专利技术第三方面提出一种技术方案，一种铺粉式金属增材制造设备，包括上述的铺粉式金属增材制造设备的基板校准装置，还包括：
[0030]激光扫描部件，所述激光扫描部件包括激光器和扫描振镜，所述激光器用于射出激光束，所述扫描振镜接收所述激光器射出的激光束，并控制输出的激光焦点(光斑)在所述基板表面移动；
[0031]供粉部件，所述供粉部件包括供粉仓和刮板，所述刮板被设置成往返于所述供粉仓和安装板，用于将所述供粉仓内的金属粉末刮送至所述基板表面。
[0032]本专利技术第四方面提出一种技术方案，一种铺粉式金属增材制造设备扫描振镜的校准方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0033]步骤a、使用上述的铺粉式金属增材制造用基板校准方法校准基板；
[0034]步骤b、调整扫描振镜的位置，使扫描振镜的焦点(光斑)靠近并直至对准所述基板上的十字刻线交叉点；
[0035]其中，在步骤b中，通过调整扫描振镜安装位置的方式使扫描振镜的焦点(光斑)与十字刻线交叉点重合。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0037]本专利技术通过设置基准条，定义出可视化的基准线，在基板上制作十字标线，在安装校准时，实时的对比十字标线和基准线的位置，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铺粉式金属增材制造设备的基板校准装置，其特征在于，包括：安装板(10)，所述安装板(10)内侧设有上端开放的容纳槽；升降台(20)，位于所述容纳槽中，所述升降台(20)的上端面定义为安装面(21)；基板(30)，连接到所述升降台(20)的安装面，且所述升降台(20)被设置成能沿纵向方向移动，使所述基板(30)沿纵向产生位移；两个基准条(32)，每个所述基准条(32)的外壁设有标记线(322)；其中，所述安装板(10)的上端面定义为水平基准面，在水平基准面内定义第一基准线(101)、第二基准线(102)和第三基准线(103)，所述第一基准线(101)和第三基准线(103)均垂直于第二基准线(102)；沿所述第一基准线(101)的延伸方向与所述安装板(10)边缘的两个交点分别设有第一卡槽(11)和第二卡槽(12)，所述第一卡槽(11)和第二卡槽(12)的第一侧面与第一基准线(101)重合，沿所述第三基准线(103)的延伸方向与所述安装板(10)边缘的两个交点分别设有第三卡槽(13)和第四卡槽(14)，所述第三卡槽(13)和第四卡槽(14)的第一侧面与第三基准线(103)重合；第一基准条的第一端和第二端分别被放置在所述第一卡槽(11)和第二卡槽(12)中，第二基准条的第一端和第二端分别被放置在所述第三卡槽(13)和第四卡槽(14)中时，在垂直于水平基准面方向，第一基准条的基准侧面(321)与所述第一基准线(101)重合，第二基准条的基准侧面(321)与第三基准线(103)重合，所述标记线(322)与第二基准线(102)重合，所述基准条(32)的上端面与所述水平基准面重合；所述基板(30)的上端面设有两个十字刻线(301)，当所述基板(30)被安装到安装面(21)的基准位置时，在垂直于水平基准面方向，所述十字刻线(301)与基准侧面(321)、标记线(322)重合，第一基准条上端面和第二基准条的上端面与所述水平基准面重合。2.根据权利要求1所述的铺粉式金属增材制造设备的基板校准装置，其特征在于，每个所述卡槽均包括底面、第一侧面、第二侧面和第三侧面，所述第一侧面和第二侧面处于对立面，当所述基准条设置在所述卡槽中时，所述第一侧面和第二侧面分别所述基准条(32)的两侧面贴合，所述基准条(32)的端面与所述第三侧面贴合。3.根据权利要求1所述的铺粉式金属增材制造设备的基板校准装置，其特征在于，所述基准条(32)的截面为矩形。4.根据权利要求3所述的铺粉式金属增材制造设备的基板校准装置，其特征在于，所述第一卡槽(11)、第二卡槽(12)、第三卡槽(13)、第四卡槽(14)的宽度与基准条(32)的宽度相同；所述第一卡槽(11)、第二卡槽(12)、第三卡槽(13)、第四卡槽(14)的深度与所述基准条(32)的厚度相同。5.根据权利要求1所述的铺粉式金属增材制造设备的基板校准装置，其特征在于，所述标记线(322)绕所述基准条(32)表面一周设置。6.根据权利要求5所述的铺粉式金属增材制造设备的基板校准装置，其特征在于，所述标记线(322)包括凹刻线，所述标记线的宽度小于0.1mm。7.根据权利要求1
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6中任意一项所述的铺粉式金属增材制造设备的基板校准装置，其特征在于，所述基板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张舒怡，
申请(专利权)人：南京中科煜宸激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：