多材料选择性激光烧结制造技术

本发明专利技术涉及多材料选择性激光烧结

【技术实现步骤摘要】
多材料选择性激光烧结3D打印用的布粉装置及方法


[0001]本专利技术涉及
3D
打印
，更具体地说，它涉及多材料选择性激光烧结
3D
打印用的布粉装置及方法
。

技术介绍

[0002]选择性激光烧结
(Selective Laser Sinter ing
‑
SLS)
是基于粉末床熔融原理的激光
3D
打印技术
。
这类技术一般采用辊轮将粉末逐层铺设在成型区域，然后以激光束有选择地对成型区域内粉末进行烧结，逐层铺设粉末及执行选区烧结，最终获得成型零件
。
在成型过程中，粉末除了用于成型零件以外，其余堆积在成型升降平台上的粉末，还起到填充到升降平台上，为下一层粉末的铺设提供粉末支撑甚至零件支撑的作用
。
[0003]由于通过辊轮以线状推进方式将粉末布置在成型区域，每一次执行成型区域内粉末烧结后，由于难以将选区外粉末有效清理回收，再输入新的异种材料，因此传统
SLS
技术在一次
3D
打印过程中一般只能打印一种材料
(
即成型后，整个零件的材料宏观上是均质的，例如都是单一的高分子材料
、
覆膜砂材料
、
覆膜陶瓷材料等
)
，很难获得在同一层内具有灵活布置的不同材料的多材料零件
。
如需基于粉末床熔融原理展开多材料零件
3D
打印，则须将成型过程中妨碍多材料零件成型的多余粉末去除掉
。
[0004]这些多余的粉末包括：须在同层内成型另一种材料时，同层内未清除的异种粉末；粘附在供粉及粉末铺设公共通道上的，导致成型产生材料污染的异种粉尘；供粉通道上未清除干净，易于掉落在铺粉平台上的粉尘；多种材料铺设时共用的同一铺粉机构上粘附的异种粉末颗粒
。
[0005]尽管当前已有部分专利技术涉及到同层内多余粉末的清理回收难题，采用的方法包括采用负压吸附回收
、
柔性刮板柔性清扫回收等，但存在着余粉清除回收效率太低，各成型区域粉末材料易交叉污染，或余粉清除回收后需要分离提纯才能二次使用等问题
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种多材料选择性激光烧结
3D
打印用的布粉装置及方法，解决了现有技术中余粉清除回收效率太低
、
同层内余粉难以彻底清除干净
、
粉末输送通道
、
铺粉过程易出现粉尘污染等问题
。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0008]一种多材料选择性激光烧结
3D
打印用的布粉装置，包括成型室及位于成型室内的成型模块
、
布粉模块和静电枪模块，所述成型室的上方设置多组储粉漏斗，所述储粉漏斗的底部设置通向成型室内的泄粉管，所述泄粉管设置电磁阀，所述布粉模块处于多组储粉漏斗的泄粉管下方；
[0009]所述成型模块包括激光扫描头
、
成型缸和成型升降平台，所述成型升降平台设置于成型缸内，所述激光扫描头处于成型升降平台的正上方；
[0010]所述布粉模块包括水平横向行走机构
、
旋转机构
、
吸粉筒体和放电刀，所述吸粉筒
体由不导电的材料制成，所述旋转机构与所述吸粉筒体连接，所述吸粉筒体与水平横向行走机构连接，所述放电刀处于吸粉筒体内的底端，且不跟随吸粉筒体旋转，所述放电刀的长度与吸粉筒体的长度相同，且所述放电刀与吸粉筒体的轴线平行，所述放电刀的底端与吸粉筒体内壁的最低点相接触，所述放电刀通过电控开关接地，以及，通过电控开关与第一静电发生器连接；
[0011]所述静电枪模块包括尖头静电枪和水平纵向行走机构，所述水平纵向行走机构设置于成型室上，所述尖头静电枪设置于水平纵向行走机构上，且所述尖头静电枪的移动方向与所述吸粉筒体的轴线平行，所述尖头静电枪的底端接近所述吸粉筒体，所述尖头静电枪与第二静电发生器连接
。
[0012]所述吸粉筒体外设置粉层刮板，所述粉层刮板不随吸粉筒体转动
。
[0013]所述成型室内设置除电刷，所述除电刷设置于成型室内侧面，且所述除电刷的中心高度与吸粉筒体的圆柱中心高度相同，所述除电刷通过导线接地
。
[0014]所述成型室内还设置多个粉末回收箱，所述粉末回收箱的数量与所述储粉漏斗的数量相同，每一个所述储粉漏斗的正下方均对应设置一个粉末回收箱
。
[0015]优选的，所述储粉漏斗的数量大于或等于两个
。
[0016]优选的，所述吸粉筒体的外圆柱面展平后的形状及尺寸与成型升降平台的上表面形状及尺寸相同
。
[0017]优选的，所述尖头静电枪的底端与所述吸粉筒体外表面最高点的垂直距离为0‑
1mm。
[0018]在其中一个实施例中，放电刀的底端距离吸粉筒体内壁的最低点的距离为0‑
1mm。
[0019]一种多材料选择性激光烧结
3D
打印用的布粉方法，使用上述的布粉装置，步骤如下：
[0020]S1、
成型升降平台下降一个层厚的距离；
[0021]S2、
执行当前层的材料区域的粉末供给及铺展：
[0022]根据当前材料区域的尖头静电枪扫描路径数据，控制吸粉筒体旋转及控制尖头静电枪沿吸粉筒体轴线移动，同时根据尖头静电枪扫描路径控制尖头静电枪对应的第二静电发生器启闭，使尖头静电枪在吸粉筒体相应的区域上添加电荷，吸粉筒体圆柱面沿水平面展开后，添加了电荷的区域图案，将与当前打印区域扫描路径表达的图案相一致；
[0023]根据当前材料区域所需的材料类型，控制吸粉筒体移动至对应材料的储粉漏斗下方，然后吸粉筒体开始旋转，同时控制储粉漏斗的电磁阀开启，将粉末洒落到吸粉筒体表面上，吸粉筒体带电荷的区域，将在静电力的作用下，诱使粉末颗粒内的电子发生极化，从而将粉末颗粒吸附到吸粉筒体带电荷的区域，未带电荷的区域，粉末将在重力下，跌落到下面的粉末回收箱中；同时，旋转的吸粉筒体与静止的粉层刮板相配合，将吸附的粉末刮成等厚的且厚度等于层厚的薄层，被刮去的多余的粉末也跌落到下面的粉末回收箱中；
[0024]S3、
执行当前层的材料区域的粉末铺展：
[0025]完成步骤
S2
后，吸粉筒体行走到成型缸上面，这时吸粉筒体开始旋转，且向前移动，同时外置的第一静电发生器给吸粉筒体内的放电刀充上极性相反的电荷，放电刀的刀锋端与吸粉筒体内壁相接触，电荷产生的静电力与吸粉筒体外表面的电荷相抵消一部分，导致吸粉筒体外表面接近放电刀的带电荷区域吸引粉末的力道大大减弱，粉末脱离吸粉筒
体外表面，下落到成型升降平台上面，吸粉筒体不断旋转，则粉末不断脱落，最终将当前打本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
多材料选择性激光烧结
3D
打印用的布粉装置，其特征在于，包括成型室
(1)
及位于成型室
(1)
内的成型模块
、
布粉模块和静电枪模块，所述成型室
(1)
的上方设置多组储粉漏斗，所述储粉漏斗的底部设置通向成型室
(1)
内的泄粉管，所述泄粉管设置电磁阀，所述布粉模块处于多组储粉漏斗的泄粉管下方；所述成型模块包括激光扫描头
(2)、
成型缸
(14)
和成型升降平台
(16)
，所述成型升降平台
(16)
设置于成型缸
(14)
内，所述激光扫描头
(2)
处于成型升降平台
(16)
的正上方；所述布粉模块包括水平横向行走机构
、
旋转机构
、
吸粉筒体
(6)
和放电刀
(21)
，所述吸粉筒体
(6)
由不导电的材料制成，所述旋转机构与所述吸粉筒体
(6)
连接，所述吸粉筒体
(6)
与水平横向行走机构连接，所述放电刀
(21)
处于吸粉筒体
(6)
内的底端，且不跟随吸粉筒体
(6)
旋转，所述放电刀
(21)
的长度与吸粉筒体
(6)
的长度相同，且所述放电刀
(21)
与吸粉筒体
(6)
的轴线平行，所述放电刀
(21)
的底端与吸粉筒体
(6)
内壁的最低点相接触，所述放电刀
(21)
通过电控开关接地，以及，通过电控开关与第一静电发生器连接；所述静电枪模块包括尖头静电枪
(4)
和水平纵向行走机构，所述水平纵向行走机构设置于成型室
(1)
上，所述尖头静电枪
(4)
设置于水平纵向行走机构上，且所述尖头静电枪
(4)
的移动方向与所述吸粉筒体
(6)
的轴线平行，所述尖头静电枪
(4)
的底端接近所述吸粉筒体
(6)
，所述尖头静电枪
(4)
与第二静电发生器连接
。2.
如权利要求1所述的布粉装置，其特征在于，所述吸粉筒体
(6)
的外圆柱面展平后的形状及尺寸与成型升降平台
(16)
的上表面形状及尺寸相同
。3.
如权利要求2所述的布粉装置，其特征在于，所述成型室
(1)
内设置除电刷
(15)
，所述除电刷
(15)
设置于成型室
(1)
内侧面，且所述除电刷
(15)
的中心高度与吸粉筒体
(6)
的圆柱中心高度相同，所述除电刷
(15)
通过导线接地
。4.
如权利要求3所述的布粉装置，其特征在于，所述成型室
(1)
内还设置多个粉末回收箱，所述粉末回收箱的数量与所述储粉漏斗的数量相同，每一个所述储粉漏斗的正下方均对应设置一个粉末回收箱
。5.
如权利要求3所述的布粉装置，其特征在于，所述吸粉筒体
(6)
外设置粉层刮板
(22)
，粉层刮板
(22)
不跟随吸粉筒体
(6)
转动
。6.
如权利要求3所述的布粉装置，其特征在于，所述储粉漏斗的数量大于或等于两个
。7.
如权利要求3所述的布粉装置，其特征在于，所述尖头静电枪
(4)
的底端与所述吸粉筒体
(6)
外表面最高点的垂直距离为0‑
1mm。8.
一种多材料选择性激光烧结
3D
打印用的布粉方法，其特征在于，使用如权利要求3‑7任一项所述的布粉装置，步骤如下：
S...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟辉，马耿雄，
申请(专利权)人：韶关学院，
类型：发明
国别省市：