一种集成风场3D金属打印头及打印设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种集成风场3D金属打印头及打印设备，该打印头包括移动腔和用于向打印工作面发射打印激光的激光振镜扫描模块；所述的激光振镜扫描模块固定在移动腔的内部；所述的移动腔上设有第一进风口和第一出风口，第一进风口和第一出风口分别设置在移动腔的相对一侧，第一进风口和第一出风口之间形成用于去除飞溅烟尘的第一风场，该打印头通过驱动装置安装于打印工作腔内。打印工作腔上可以不再设置风场，仅靠集成于3D金属打印头内的第一风场即可完成去除飞溅烟尘的任务，无论打印幅面多大，第一风场的效率都很好；移动腔内还可以设置第二风场，用于保护激光振镜扫描模块；驱动装置带动打印头平移扫描，增大激光振镜模块的打印扫描面积。的打印扫描面积。的打印扫描面积。

【技术实现步骤摘要】
一种集成风场3D金属打印头及打印设备


[0001]本技术属于3D打印机
，尤其涉及一种集成风场3D金属打印头及打印设备。

技术介绍

[0002]3D打印中SLA、SLS、SLM采用的方式是以振镜反射单束激光，在二维工作平面上进行图像扫描打印。使用激光束将金属粉末熔融进行3D打印的工艺为SLM，金属粉被激光的快速加热融化过程中，会产生融化的业态金属液体飞溅，在飞溅图中固化，落在打印零件的表面，使得打印零件表面粗糙、内部出现缺陷。为了防止飞溅的颗粒对打印零件质量造成影响，通常在金属3D打印中会添加水平风场，使用风将颗粒吹走，并由出风口排除工作腔之外。
[0003]添加水平风场的3D打印设备如申请公布号为CN113751723A的中国专利申请公开的用于形成激光粉末床熔融风场的装置及3D打印机，包括设有进风口的成型箱以及与进风口相连通的风机，还包括视觉识别系统、控制系统和进风调节器，视觉识别系统和所述控制系统电连接，风机和进风调节器均与控制系统电连接，且风机和进风调节器为并联关系，视觉识别系统用于侦测成型箱内的烟尘和飞溅物的数量及分布状况，控制系统用于基于侦测结果控制风机调节进风口风速大小，以及控制进风调节器调节进风口高度及进风风向，以排除烟尘和飞溅物。
[0004]如上述中国专利申请，现有风场结构通常固定在打印设备腔中，对于不同尺寸的打印设备，其风场的效率也不同，特别是大尺寸金属3D打印设备，风场效果并不佳。同时，在激光扫描增材领域中，振镜的扫描幅面受到扫描偏转角和焦距等因素的限制，导致单一振镜成型幅面约束于350mm
×
350mm以内，对于大幅面的设备打印需求，打印范围不够大，通常需要拼接多个激光振镜打印头，并且面临上述的风场效率问题。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种集成风场3D金属打印头及打印设备，以解决现有大幅面3D打印时风场效率低、打印范围不够大的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本技术提供的技术方案为：
[0007]本技术涉及一种集成风场3D金属打印头，其包括移动腔和用于向打印工作面发射打印激光的激光振镜扫描模块；所述的激光振镜扫描模块固定在移动腔的内部；所述的移动腔上设有第一进风口和第一出风口，第一进风口和第一出风口分别设置在移动腔的相对一侧，第一进风口和第一出风口之间形成用于去除飞溅烟尘的第一风场。
[0008]优选地，所述的激光振镜扫描模块设置多个，多个激光振镜扫描模块并排固定于移动腔的内部，以提高一轮扫描的扫描幅面，进而提高扫描打印的效率。
[0009]优选地，所述的第一进风口和第一出风口设置的高度相同。
[0010]优选地，所述的移动腔上还设有第二进风口，第二进风口位于第一进风口的正上
方，第二进风口与第一出风口之间形成用于防止飞溅烟尘上浮的第二风场。
[0011]优选地，所述的移动腔上还设有第二进风口和第二出风口，第二进风口位于第一进风口的正上方，第二出风口位于第一出风口的正上方，第二出风口的位置低于第二进风口的位置，第二进风口和第二出风口之间形成用于防止飞溅烟尘上浮的第二风场。
[0012]所述的第二风场的风向倾斜朝下，用于将漂浮上来的烟尘吹离激光振镜扫描模块的封窗玻璃，防止封窗玻璃污染，进而避免封窗玻璃受到激光照射后损坏。
[0013]优选地，所述的激光振镜扫描模块固定在移动腔的顶板的下表面。
[0014]本技术还涉及一种基于上述集成风场3D金属打印头的打印设备，其包括打印工作腔、打印头和驱动装置；所述的打印工作腔的底面设有打印工作面；所述的驱动装置和打印头均设置在打印工作腔内，驱动装置用于驱动打印头水平移动；所述的打印头包括移动腔和用于向打印工作面发射打印激光的激光振镜扫描模块；所述的激光振镜扫描模块固定在移动腔的内部；所述的移动腔上设有第一进风口和第一出风口，第一进风口和第一出风口分别设置在移动腔的相对一侧，第一进风口和第一出风口之间形成用于去除飞溅烟尘的第一风场。
[0015]优选地，所述的驱动装置包括第一直线电机导轨，所述的打印头安装于第一直线电机导轨上。
[0016]优选地，所述的驱动装置包括第一直线电机导轨和第二直线电机导轨，第二直线电机导轨设置在第一直线电机导轨上并与第一直线电机导轨滑动连接，第一直线电机导轨和第二直线电机导轨均水平设置且呈90度夹角；所述的打印头安装于第二直线电机导轨上并与第二直线电机导轨滑动连接。
[0017]采用本技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0018]1.本技术涉及的集成风场3D金属打印头将激光振镜扫描模块设置在移动腔内，移动腔上设有第一进风口和第一出风口，第一进风口和第一出风口之间形成用于去除飞溅烟尘的第一风场，使用该集成风场3D金属打印头的3D打印设备的打印工作腔上可以不再设置风场，仅靠集成于3D金属打印头内的第一风场即可完成去除飞溅烟尘的任务，无论打印幅面多大，第一风场的效率都很好。
[0019]2.本技术涉及的集成风场3D金属打印头还可以在移动腔上增设第二进风口或增设第二进风口和第二出风口，在第二进风口和第一出风口之间或第二进风口和第二出风口之间形成第二风场，将漂浮上来的烟尘吹离激光振镜扫描模块的封窗玻璃，防止封窗玻璃污染，进而避免封窗玻璃受到激光照射后损坏。
[0020]3.本技术涉及的基于集成风场3D金属打印头的打印设备通过第一直线电机导轨单维度地移动打印头，或者通过第一直线电机导轨和第二直线电机导轨二维移动打印头，进而完成扫描，增大激光振镜模块的打印扫描面积。
附图说明
[0021]图1是实施例1涉及的集成风场3D金属打印头的结构示意图；
[0022]图2是实施例2涉及的集成风场3D金属打印头的俯视图；
[0023]图3是实施例3涉及的集成风场3D金属打印头的结构示意图；
[0024]图4是实施例4涉及的集成风场3D金属打印头的结构示意图；
[0025]图5是基于集成风场3D金属打印头的打印设备的结构示意图；
[0026]图6是实施例5中基于集成风场3D金属打印头的打印设备的驱动装置图；
[0027]图7是实施例5中基于集成风场3D金属打印头的打印设备的扫描路径图；
[0028]图8是实施例6中基于集成风场3D金属打印头的打印设备的驱动装置图；
[0029]图9是实施例6中基于集成风场3D金属打印头的打印设备的扫描路径图。
[0030]图示说明：1
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打印头，11
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移动腔，12
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激光振镜扫描模块，13
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第一进风口，14
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第一出风口，15
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第一风场，16
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第二进风口，17
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第二出风口，18
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第二风场，2
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打印工作腔，21
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成风场3D金属打印头，其特征在于：其包括移动腔和用于向打印工作面发射打印激光的激光振镜扫描模块；所述的激光振镜扫描模块固定在移动腔的内部；所述的移动腔上设有第一进风口和第一出风口，第一进风口和第一出风口分别设置在移动腔的相对一侧，第一进风口和第一出风口之间形成用于去除飞溅烟尘的第一风场。2.根据权利要求1所述的集成风场3D金属打印头，其特征在于：所述的激光振镜扫描模块设置多个，多个激光振镜扫描模块并排固定于移动腔的内部。3.根据权利要求1所述的集成风场3D金属打印头，其特征在于：所述的第一进风口和第一出风口设置的高度相同。4.根据权利要求3所述的集成风场3D金属打印头，其特征在于：所述的移动腔上还设有第二进风口，第二进风口位于第一进风口的正上方，第二进风口与第一出风口之间形成用于防止飞溅烟尘上浮的第二风场。5.根据权利要求3所述的集成风场3D金属打印头，其特征在于：所述的移动腔上还设有第二进风口和第二出风口，第二进风口位于第一进风口的正上方，第二出风口位于第一出风口的正上方，第二出风口的位置低于第二进风口的位置，第二进风口和第二出风口之间形成用于防止飞溅烟尘上浮的第二风场。6.根据权利要求1所述的集成风场3D金属打...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵涛，李明之，
申请(专利权)人：爱司凯科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：