粉末材料选择性激光烧结成型设备的机械结构制造技术

本实用新型专利技术公开了粉末材料选择性激光烧结成型设备的机械结构，包括刚性支撑架、设于该刚性支撑架上部的激光及光路导引系统和电路系统、设于该激光及光路导引系统和电路系统下方的激光烧结成型区、设于该激光烧结成型区下方的粉箱和竖直驱动装置和外壳。所述刚性支撑架全部由空心不锈钢方管焊接而成的。本实用新型专利技术采用以上结构，能有效地、精细地实现SLS技术；而且，该设备对环境的要求（温度：0°C-35°C，湿度：10%-95%）和成型过程中的工作条件，相对同类型SLS技术大大降低。该机械结构的设计使实现SLS技术的设备体积缩小了至少30％，重量更轻，从而降低了制造成本。并且，设备也更方便维护和操作。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械结构创新领域，具体涉及一种实现常温下粉末材料选择性激光烧结成型设备的机械结构。
技术介绍
SLS技术(SLS:Selective Laser Sintering,粉末材料选择性激光烧结)是一种快速成型工艺，将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平；用高强度的C02激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面；材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成形的部分连接；当一层截面烧结完后，铺上新的一层粉末材料，选择地烧结下层截面。总而言之，SLS技术是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。现有的SLS烧结成型设备因为需要预热和降温，一般体积庞大。譬如，DTM公司的Sinterstation2500机型，加工尺寸是350_X 250_X 500mm,整台设备大小约2500mmX IOOCtamX 2000mm。后来推出的 Sinterstation2500Plus 机型虽然缩小了计算机存放的部分，但成型部分依然占据空间2000mmX IOOOmmX2500mm。国内华中科技大学研发出的HRPS — III A机型，加工尺寸是400mmX400mmX450mm,整台设备大小也接近3000mmX1500mmX2500mm。另一方面，设于SLS烧结成型设备的成型工作台处需要制成密封的工作仓，设备制造成本比较高。
技术实现思路
本技术的目的在于降低S LS设备的制造成本和操作时的环境要求，它提供了一种紧凑、刚性良好、造型稳定的机械结构，有利于成型技术的精确实施。进一步地，本技术解决了降低SLS烧结成型设备成本高、体积大的问题。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案:粉末材料选择性激光烧结成型设备的机械结构，包括刚性支撑架、设于该刚性支撑架上部的激光及光路导引系统和电路系统、设于该激光及光路导引系统和电路系统下方的激光烧结成型区、设于该激光烧结成型区下方的粉箱和竖直驱动装置和外壳。所述刚性支撑架全部由空心不锈钢方管焊接而成的。进一步，所述激光烧结成型区包括开放式的成型工作区、设于该成型工作区内的成型平台、设于该成型工作区内的粉兜和与该粉兜连接的水平驱动装置；所述激光及光路导引系统和电路系统把激光束聚集于成型平台；水平驱动装置驱动粉兜扫过成型平台上方(铺粉)；竖直驱动装置和成型平台的底部连接，驱动成型平台沿着竖直方向精细精确移动。进一步，所述刚性支撑架上部放置了激光发生装置及光路导引系统、电气及控制电路。此安排使设备光学及电路部分紧凑在一起，方便组装和设备调试，也节省了设备的体积。进一步，所述设备外壳正面留有观察窗，通过该观察窗可以直接观看到成型的过程。进一步，所述设备外壳背面设有用于手动控制所述粉兜和成型平台位置的后控制面板。进一步，所述激光烧结成型区还包括用于吸取所述成型工作区内粉尘的吸烟机。进一步，还包括带有显示屏的控制计算机、前控制面板和后控制面板；所述前控制面板主要带控制设备的电气开关，其和所述激光及光路导引系统和电路系统位于刚性支撑架上部；计算机位于刚性支撑架的右中部；所述成型工作区位于刚性支撑架中部；竖直驱动装置位于刚性支撑架的下部；吸烟机位于刚性支撑架的右下部。进一步，包括通用串行总线USB设备接入口、键盘和用于承托键盘的旋转支架；旋转支架和所述刚性支撑架活动轴连接，平时收起旋转支架，从而将键盘藏在刚性支撑架内部，使用时旋转支架旋转90°从而将键盘露出。进一步，所述刚性支撑架的背面还设有后门。进一步，所述刚性支撑架的底部设有脚轮和用于定位的支撑脚。与现有技术相比，本技术的有益效果如下:本技术采用以上结构 ，采用空心不锈钢方管焊接而成的框架，使得设备整体结构紧凑、刚性良好、造型稳定，能有效地、精细地实现SLS技术。而且，该设备对环境的要求(温度:0° C35° C，湿度:10%—95%)和成型过程中的工作条件，相对同类型SLS技术大大降低。该机械结构的设计使实现SLS技术的设备体积缩小了至少30%，重量更轻，从而降低了制造成本。并且，设备也更方便维护和操作。附图说明图1是本技术粉末材料选择性激光烧结成型设备的机械结构实施例的立体示意图一，图中旋转支架收起，从而将键盘藏在刚性支撑架内；图2是图1所示实施例的的立体示意图二，图中旋转支架旋转展开，从而将键盘露出；图3是图1所示实施例的内部示意图；图4是图1所示实施例的背面示意图；图5是图1所示实施例的底面示意图图6是图1中前控制面板的放大正视示意图；图中，1-刚性支撑架；101_观察窗；102_后门；103_刚性支撑架上部；104_刚性支撑架中部；105_刚性支撑架下部；106_脚轮；107_支撑脚；108_换气孔；109_框架；2-激光及光路导引系统和电路系统；21_激光源；22_扩束镜；23_扫描振镜装置；24_平场聚焦透镜；3_光烧结成型室；31_成型工作区；32_成型平台；33_粉兜；34_吸烟机；4-粉箱；5-竖直驱动装置；61_电源；62_计算机；621-显示屏；63_前控制面板；631_急停开关；632_总电源开关；633_计算机电源开关；634_扫描振镜装置开关；635_激光及光路导引系统和电路系统电源开关；636-电压表；637-电流表；64_后控制面板；7_USB设备接入口 ；8-键盘；9-旋转支架。具体实施方式如图1至图6所示实施例粉末材料选择性激光烧结成型设备的机械结构，包括刚性支撑架1、设于刚性支撑架I的控制系统、设于刚性支撑架I的激光及光路导引系统和电路系统2、设于该激光及光路导引系统和电路系统2下方的激光烧结成型区3、设于该激光烧结成型区3下方的粉箱4和竖直驱动装置5，激光及光路导引系统和电路系统2、激光烧结成型区3和竖直驱动装置5分别连接控制系统；激光烧结成型区3包括呈密闭结构的成型工作区31、设于该成型工作区31内的三维构件的成型平台32、设于该成型工作区31内的粉兜33、与该粉兜连接的水平驱动装置(未示出)和用于吸取成型工作区31内粉尘的吸烟机34，激光及光路导引系统和电路系统2和成型平台32配合；水平驱动装置驱动粉兜33沿着成型平台32位移；竖直驱动装置5和成型平台32的底部连接，从而实现驱动成型平台32沿着竖直方向位移。整个机械结构都由空心不锈钢方管焊接而成，这使得设备刚性良好、造型稳定，也使得零部件的位置更确定，设备批量生产、组装、调试、运行、维护时更少出现偏差和失误。激光及光路导引系统和电路系统2包括激光源21、与该激光源21配合的扩束镜22、与该扩束镜22配合的扫描振镜装置23和与该扫描振镜装置23连接的平场聚焦透镜24 ;平场聚焦透镜24设于成型平台32上方，二者距离为透镜24焦距。控制系统包括控制电路(未示出)、电源61、设有显示屏621的计算机62和前控制面板63。前控制面板63包括急停开关631、总电源开关632、计算机电源开关633、扫描振镜装置开关634、激光及光路导引系统和电路系统电源开关635、监测用的电压表636和电流表637。 本实施例还包括设于显示屏621下方位置处的USB设备接入口 7、设于USB设备接入口 本文档来自技高网...

【技术保护点】
粉末材料选择性激光烧结成型设备的机械结构，其特征在于：包括刚性支撑架、设于该刚性支撑架上部的激光及光路导引系统和电路系统、设于该激光及光路导引系统和电路系统下方的激光烧结成型区、设于该激光烧结成型区下方的粉箱和竖直驱动装置和外壳；所述刚性支撑架全部由空心不锈钢方管焊接而成的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余振新，
申请(专利权)人：余振新，
类型：实用新型
国别省市：