一種選擇性激光燒結(jié)sls鋪粉滾筒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，包括空心鋪粉滾筒、鋪粉刮刀、滾筒支架、加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、變形監(jiān)測裝置以及控制系統(tǒng)；空心鋪粉滾筒和鋪粉刮刀固定在滾筒支架上，測溫系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)設(shè)置在空心鋪粉滾筒內(nèi)部對粉末進行測溫和預(yù)熱，在鋪粉刮刀或空心鋪粉滾筒前安裝監(jiān)測零件翹曲變形的變形監(jiān)測裝置，控制系統(tǒng)連接加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)和變形監(jiān)測裝置用于控制各系統(tǒng)正常運行；本發(fā)明提高了SLS成形時鋪粉效率與鋪粉質(zhì)量，從而提高了制品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，對SLS成形技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
【專利說明】
一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于3D打印增材制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒。
技術(shù)背景
[0002]3D打印技術(shù)是快速成形技術(shù)的一種，是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實體物品的新興制造技術(shù)，該技術(shù)將信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與先進材料制備技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)緊密結(jié)合，是先進制造業(yè)的重要組成部分。3D打印技術(shù)可以大大拓展產(chǎn)品創(chuàng)意與創(chuàng)新空間；極大縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期，降低研發(fā)成本;簡化制造環(huán)節(jié)，提高產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性;可以制造出一些傳統(tǒng)工藝無法加工的零部件，甚至能夠支撐個性化定制等高級創(chuàng)新模式的實現(xiàn)。與傳統(tǒng)制造方法相比，該技術(shù)具有生產(chǎn)周期短、精密程度高、成本低的優(yōu)勢，并且可以靈活地改變設(shè)計方案，實現(xiàn)柔性生產(chǎn)，在新產(chǎn)品開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]3D打印成形技術(shù)主要有選擇性激光燒結(jié)(SLS)、選擇性激光熔化(SLM)、光固化立體成形(SLA)等。選擇性激光燒結(jié)(SLS)成形時，送料缸上升，鋪粉滾筒移動，在工作平臺上鋪一層粉末，然后激光束在計算機控制下按照截面輪廓對粉末進行燒結(jié)，使粉末熔化繼而形成一層固體輪廓。第一層燒結(jié)完成后，工作臺下降一定高度，并在上面重鋪一層粉末，進行下一層燒結(jié)，如此循環(huán)，制備出零件。選擇性激光燒結(jié)材料主要有尼龍、蠟粉、ABS、覆膜砂、聚碳酸脂等材料。
[0004]目前選擇性激光燒結(jié)(SLS)成形時，仍存在以下問題:①成形粉末預(yù)熱系統(tǒng)復(fù)雜，加熱效率低。②一套鋪粉裝置不能對多種粉末鋪粉。傳統(tǒng)鋪粉裝置通常為單一的鋪粉刮刀或鋪粉滾筒，難以對多種粉末進行鋪粉，需要人工進行拆卸安裝。例如，當(dāng)成形粉末為金屬粉、陶瓷粉、覆膜砂時，需要將鋪粉裝置人工換成鋪粉刮刀;成形粉末為樹脂、高分子等材料時，需要將鋪粉裝置人工換成鋪粉滾筒，此過程復(fù)雜，影響成形效率。③零件翹曲變形不能監(jiān)測。鋪粉過程中，難以監(jiān)測零件的翹曲變形，影響鋪粉滾筒的運動，從而影響鋪粉質(zhì)量。
[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，該鋪粉滾筒具有以下功能:①鋪粉的同時能夠?qū)Ψ勰┻M行預(yù)熱，提高粉末預(yù)熱效率;②同時安裝鋪粉刮刀和鋪粉滾筒，能夠切換，實現(xiàn)對多種粉末進行鋪粉。③鋪粉刮刀或鋪粉滾筒前安裝零件翹曲變形監(jiān)測裝置，能夠監(jiān)測零件的翹曲變形，提醒操作者調(diào)整工藝參數(shù)，保證制品質(zhì)量;該發(fā)明提高了 SLS成形時鋪粉效率與鋪粉質(zhì)量，從而提高了制品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，對SLS成形技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提出一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，能夠有效提高打印效率和廣品質(zhì)量，制備組織性能優(yōu)良的制品。
[0007]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，包括空心鋪粉滾筒、鋪粉刮刀、滾筒支架、加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、變形監(jiān)測裝置以及控制系統(tǒng)； 所述空心鋪粉滾筒和鋪粉刮刀安裝在滾筒支架上，空心鋪粉滾筒內(nèi)部安裝有測溫系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，用于對空心鋪粉滾筒進行測溫和預(yù)熱，空心鋪粉滾筒前面安裝鋪粉刮刀，鋪粉刮刀和空心鋪粉滾筒之間通過連接桿連接，連接桿中部加工有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置有連接桿固定螺栓擰在滾筒支架上，所述鋪粉刮刀兩側(cè)加工有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置鋪粉刮刀固定螺栓擰在滾筒支架側(cè)壁上，鋪粉刮刀兩側(cè)設(shè)置變形監(jiān)測裝置支架，變形監(jiān)測裝置通過變形監(jiān)測裝置固定螺栓固定在變形監(jiān)測裝置支架上，所述控制系統(tǒng)分別與加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)和變形監(jiān)測裝置連接，用于控制加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)和變形監(jiān)測裝置。
[0008]所述加熱系統(tǒng)主要包括加熱棒，測溫系統(tǒng)主要包括測溫電偶，加熱棒和測溫電偶均設(shè)置于空心鋪粉滾筒的內(nèi)部，通過控制系統(tǒng)處理測溫數(shù)據(jù)并調(diào)節(jié)加熱棒工作；
所述鋪粉刮刀上設(shè)置有刮刀耳朵，連接桿的兩端分別和刮刀耳朵及空心鋪粉滾筒通過螺栓鉸鏈在一起；
所述空心鋪粉滾筒材質(zhì)可選 H13、17Nil2Mo2302、lCrl8Ni9304、0Crl9Ni9304L、W6Mo5Cr4V2等，空心鋪粉滾筒內(nèi)徑為10_20mm，外徑為15_25mm，空心鋪粉滾筒內(nèi)部為環(huán)形凸臺和環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)，環(huán)形凸臺的寬度為5-10mm，凸臺高度為l-5mm;環(huán)形凹槽的寬度為5-10mm，凹槽的深度為l-5mm;
所述鋪粉刮刀材料采用高速鋼，形狀采用直角梯形結(jié)構(gòu)，其中銳角為45°，鈍角為135° ;所述變形監(jiān)測裝置主要由紅外線發(fā)射器和紅外線感應(yīng)器組成，紅外線發(fā)射器和紅外線感應(yīng)器分別通過螺栓固定在鋪粉刮刀兩側(cè)的變形監(jiān)測裝置支架上，紅外線發(fā)射器不斷發(fā)出紅外線，并且不斷被紅外線感應(yīng)器接收，當(dāng)紅外線發(fā)射器發(fā)出的紅外線被翹曲變形零件擋住時，紅外線感應(yīng)器接收不到紅外線，此時反饋信號會被傳遞給控制系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:
①能夠?qū)崟r對所鋪粉末進行預(yù)熱，提高粉末預(yù)熱效率；
②同時安裝鋪粉刮刀和鋪粉滾筒，并且能夠切換，能夠?qū)崿F(xiàn)對多種粉末進行鋪粉。
[0010]③在鋪粉刮刀或鋪粉滾筒前安裝零件翹曲變形監(jiān)測裝置，從而提醒操作者調(diào)整工藝參數(shù)，保證制品質(zhì)量。
[0011]本發(fā)明提高了SLS成形時鋪粉效率與鋪粉質(zhì)量，從而提高了制品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，對SLS成形技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
【附圖說明】
[0012]圖1是選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中空心鋪粉滾筒與鋪粉刮刀的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中空心鋪粉滾筒內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、空心鋪粉滾筒，2、鋪粉刮刀，3、滾筒支架，4、控制系統(tǒng)，5、連接桿，6、連接桿固定螺栓，7、鋪粉刮刀固定螺栓，8、變形監(jiān)測裝置支架，9、變形監(jiān)測裝置固定螺栓，10、刮刀耳朵，11、加熱棒，12、測溫電偶，13、紅外線發(fā)射器，14、紅外線感應(yīng)器。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明:
一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，如圖1所示，包括空心鋪粉滾筒1、鋪粉刮刀2、滾筒支架3、加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、變形監(jiān)測裝置和控制系統(tǒng)4。
[0014]所述空心鋪粉滾筒I和鋪粉刮刀2安裝在滾筒支架3上，空心鋪粉滾筒I內(nèi)部安裝有測溫系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，用于對空心鋪粉滾筒進行測溫和預(yù)熱，空心鋪粉滾筒I前面安裝鋪粉刮刀2，鋪粉刮刀2和空心鋪粉滾筒I之間通過連接桿5連接，連接桿5中部加工有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置有連接桿固定螺栓6擰在滾筒支架3上，所述鋪粉刮刀2兩側(cè)加工有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置鋪粉刮刀固定螺栓7擰在滾筒支架3側(cè)壁的滑槽上，鋪粉刮刀2和鋪粉滾筒I之間為杠桿結(jié)構(gòu)，可以交替工作，當(dāng)需要鋪粉刮刀2鋪粉時，通過調(diào)整鋪粉刮刀固定螺栓7，使鋪粉刮刀2下降，鋪粉滾筒I升高，實現(xiàn)鋪粉刮刀2鋪粉，當(dāng)需要空心鋪粉滾筒I鋪粉時，調(diào)整鋪粉刮刀固定螺栓7使鋪粉刮刀2上升，空心鋪粉滾筒I下移，實現(xiàn)鋪粉滾筒I鋪粉;鋪粉刮刀2兩側(cè)設(shè)置變形監(jiān)測裝置支架8，變形監(jiān)測裝置通過變形監(jiān)測裝置固定螺栓9固定在變形監(jiān)測裝置支架8上，所述控制系統(tǒng)分別與加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)和變形監(jiān)測裝置連接，用于控制加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)和變形監(jiān)測裝置。
[0015]如圖2所示，鋪粉刮刀上設(shè)置有刮刀耳朵10，連接桿5的兩端分別和刮刀耳朵10及空心鋪粉滾筒I通過螺栓鉸鏈在一起；
所述空心鋪粉滾筒1材質(zhì)可選1113、17則12102302、1018則9304、0019則930禮、W6Mo5Cr4V2等，空心鋪粉滾筒I內(nèi)徑為10-20mm，外徑為15_25mm，空心鋪粉滾筒I內(nèi)部為環(huán)形凸臺和環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)，環(huán)形凸臺的寬度為5-10mm，凸臺高度為l-5mm;環(huán)形凹槽的寬度為5-10mm，凹槽的深度為l-5mm;
所述鋪粉刮刀材料采用高速鋼，形狀采用直角梯形結(jié)構(gòu)，其中銳角為45°，鈍角為135°。
[0016]如圖3所示，所述加熱系統(tǒng)主要包括加熱棒11，測溫系統(tǒng)主要包括測溫電偶12，加熱棒11和測溫電偶12均設(shè)置于空心鋪粉滾筒I的內(nèi)部，通過控制系統(tǒng)處理測溫數(shù)據(jù)并調(diào)節(jié)加熱棒11工作。
[0017]變形監(jiān)測裝置，如圖1所示，主要由紅外線發(fā)射器13和紅外線感應(yīng)器14組成，紅外線發(fā)射器13和紅外線感應(yīng)器14分別通過螺栓固定在鋪粉刮刀2兩側(cè)的變形監(jiān)測裝置支架8上，紅外線發(fā)射器13不斷發(fā)出紅外線信號，并且不斷被紅外線感應(yīng)器14接收，當(dāng)紅外線發(fā)射器13發(fā)出的紅外線信號被翹曲變形零件擋住時，紅外線感應(yīng)器14接收不到紅外線信號，此時反饋信號會被傳遞給控制系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明中的空心鋪粉滾筒I內(nèi)部為空心，并且?guī)в型古_和凹槽，在鋪粉滾筒內(nèi)部安裝的加熱系統(tǒng)和測溫系統(tǒng)，對空心鋪粉滾筒I進行加熱，加熱后的空心鋪粉滾筒在鋪粉時對粉末進行了預(yù)熱，提高了粉末的預(yù)熱效率，空心鋪粉滾筒I前面安裝鋪粉刮刀2，空心鋪粉滾筒I與鋪粉刮刀2為杠桿結(jié)構(gòu)，可以交替工作，實現(xiàn)了刮刀鋪粉和滾筒鋪粉兩種鋪粉方式，在鋪粉刮刀2或空心鋪粉滾筒I前安裝零件翹曲變形監(jiān)測裝置，能夠監(jiān)測零件的翹曲變形，提醒操作者調(diào)整工藝參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
[0019]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，其特征在于:包括滾筒支架、空心鋪粉滾筒、鋪粉刮刀、加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、變形監(jiān)測裝置以及控制系統(tǒng);所述空心鋪粉滾筒和鋪粉刮刀安裝在滾筒支架上，空心鋪粉滾筒內(nèi)部安裝有測溫系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，用于對空心鋪粉滾筒進行測溫和預(yù)熱，空心鋪粉滾筒前面安裝鋪粉刮刀，鋪粉刮刀和空心鋪粉滾筒之間通過連接桿連接，連接桿中部加工有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置有連接桿固定螺栓擰在滾筒支架上，所述鋪粉刮刀兩側(cè)加工有滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置鋪粉刮刀固定螺栓擰在滾筒支架側(cè)壁上，鋪粉刮刀兩側(cè)設(shè)置變形監(jiān)測裝置支架，變形監(jiān)測裝置通過變形監(jiān)測裝置固定螺栓固定在變形監(jiān)測裝置支架上，所述控制系統(tǒng)分別與加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)和變形監(jiān)測裝置連接，用于控制加熱系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)和變形監(jiān)測裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，其特征在于:所述鋪粉刮刀上設(shè)置有刮刀耳朵，連接桿的兩端分別和刮刀耳朵及空心鋪粉滾筒通過螺栓鉸鏈在一起。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，其特征在于:所述空心鋪粉滾筒材質(zhì)可選1113、17附12102302、1018附9304、0019附930禮、￥610504￥2，空心鋪粉滾筒內(nèi)徑為10-20_，外徑為15-25_，空心鋪粉滾筒內(nèi)部為環(huán)形凸臺和環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)，環(huán)形凸臺的寬度為5-10mm，凸臺高度為l-5mm;環(huán)形凹槽的寬度為5-10mm，凹槽的深度為l-5mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，其特征在于:所述鋪粉刮刀材料采用高速鋼，形狀采用直角梯形結(jié)構(gòu)，其中銳角為45°，鈍角為135°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，其特征在于:所述加熱系統(tǒng)主要包括加熱棒，測溫系統(tǒng)主要包括測溫電偶，加熱棒和測溫電偶均設(shè)置于空心鋪粉滾筒的內(nèi)部，通過控制系統(tǒng)處理測溫數(shù)據(jù)并調(diào)節(jié)加熱棒工作。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉滾筒，其特征在于:所述變形監(jiān)測裝置主要由紅外線發(fā)射器和紅外線感應(yīng)器組成，紅外線發(fā)射器和紅外線感應(yīng)器分別通過螺栓固定在鋪粉刮刀兩側(cè)的變形監(jiān)測裝置支架上，紅外線發(fā)射器不斷發(fā)出紅外線，并且不斷被紅外線感應(yīng)器接收，當(dāng)紅外線發(fā)射器發(fā)出的紅外線被翹曲變形零件擋住時，紅外線感應(yīng)器接收不到紅外線，此時反饋信號會被傳遞給控制系統(tǒng)。
【文檔編號】B22F3/105GK106003724SQ201610484156
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】白培康, 趙占勇, 劉增祿, 劉斌, 王建宏
【申請人】中北大學(xué)