本發(fā)明涉及激光加工領(lǐng)域，特別是涉及一種激光燒結(jié)增材加工設(shè)備。

背景技術(shù)：

選擇性激光熔融(selectivelasermelting，slm)技術(shù)是現(xiàn)階段主流的增材制造工藝之一，主要利用激光束、電子束等，將局部的金屬、陶瓷粉末材料加熱熔融，并逐層掃描快速堆疊成型，最終制造出復(fù)雜形狀的三維實(shí)體產(chǎn)品，其具備材料利用率高、機(jī)械加工量小、制造周期短，一體化成型等優(yōu)點(diǎn)。激光燒結(jié)增材加工設(shè)備的打印步驟為：首先，水平方向移動的送粉裝置將材料缸的材料輸送平鋪到基板上，然后，在基板垂直方向的激光束或電子束聚焦在局部區(qū)域上進(jìn)行高溫加熱，使粉末熔融粘接成型，最后不斷重復(fù)上述步驟，直至打印完成。

對溫度的控制是影響快速成型質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，由于同一平面或者層與層之間的熔融區(qū)域與非熔融區(qū)域存在較大的溫差，容易在成型件中形成內(nèi)應(yīng)力，尤其對于陶瓷類脆性材料的快速成型件，較大的內(nèi)應(yīng)力極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂或變形，因此需要在加工過程中進(jìn)行預(yù)熱。

常規(guī)的預(yù)熱裝置設(shè)計(jì)在工作基板下方，可直接對基板進(jìn)行預(yù)熱，間接地預(yù)熱與基板接觸的粉末，以提高打印材料與基板的結(jié)合強(qiáng)度，但是該裝置對于接觸層以上的粉末加熱效果顯著下降，達(dá)不到預(yù)熱效果。此外，在鋪粉的時(shí)候，未打印的材料層與已打印的材料層之間也存在明顯的溫差。

因此，如何提供一種能夠改善預(yù)熱效果及產(chǎn)品質(zhì)量的激光燒結(jié)增材加工設(shè)備是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種激光燒結(jié)增材加工設(shè)備，能夠改善預(yù)熱效果，進(jìn)入提高產(chǎn)品質(zhì)量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種激光燒結(jié)增材加工設(shè)備，包括用于放置已打印材料的基板、用于放置未打印材料的材料缸和用于向所述基板水平推送未打印材料的送粉裝置，還包括預(yù)加熱板和驅(qū)動裝置，所述預(yù)加熱板的底面用于對所述材料缸上方的未打印材料進(jìn)行預(yù)熱，所述送粉裝置送料過程中，所述驅(qū)動裝置控制所述預(yù)加熱板與未打印材料分離，所述送粉裝置送料完成后，所述驅(qū)動裝置驅(qū)動所述預(yù)加熱板移動至所述材料缸上方并使所述預(yù)加熱板的底面與未打印材料接觸。

優(yōu)選地，所述預(yù)加熱板設(shè)置于所述材料缸上方，所述驅(qū)動裝置能夠驅(qū)動所述預(yù)加熱板豎直運(yùn)動。

優(yōu)選地，還包括豎直設(shè)置的預(yù)加熱導(dǎo)軌，所述預(yù)加熱板能夠沿所述預(yù)加熱導(dǎo)軌移動，且所述預(yù)加熱導(dǎo)軌的長度大于所述送粉裝置的高度。

優(yōu)選地，所述預(yù)加熱導(dǎo)軌上設(shè)置有耐高溫硅橡膠密封墊。

優(yōu)選地，還包括水平設(shè)置的送粉導(dǎo)軌，所述送粉裝置能夠沿所述送粉導(dǎo)軌移動。

優(yōu)選地，所述預(yù)加熱板的底面與所述材料缸橫截面的形狀及尺寸相同。

優(yōu)選地，所述基板設(shè)置于工作缸內(nèi)，所述工作缸的一側(cè)設(shè)置有所述材料缸，所述工作缸的另一側(cè)設(shè)置有用于放置廢料的廢料缸。

優(yōu)選地，所述預(yù)加熱板內(nèi)設(shè)置有加熱管。

優(yōu)選地，所述加熱管具體為不銹鋼加熱管、石英輻射加熱管、鐵氟龍加熱管、鈦加熱管、鉬加熱管和/或碳纖維加熱管。

優(yōu)選地，所述預(yù)加熱板內(nèi)設(shè)置有溫度檢測器。

本發(fā)明提供一種激光燒結(jié)增材加工設(shè)備，包括用于放置已打印材料的基板、用于放置未打印材料的材料缸和用于向基板水平推送未打印材料的送粉裝置，還包括預(yù)加熱板和驅(qū)動裝置，預(yù)加熱板的底面用于對材料缸上方的未打印材料進(jìn)行預(yù)熱，送粉裝置送料過程中，驅(qū)動裝置控制預(yù)加熱板與未打印材料分離，送粉裝置送料完成后，驅(qū)動裝置驅(qū)動預(yù)加熱板移動至材料缸上方并使預(yù)加熱板的底面與未打印材料接觸。

預(yù)加熱板可在逐層送粉之前對材料缸最上層的粉末進(jìn)行大面積預(yù)熱處理，確保對未打印材料的有效預(yù)熱；通過控制預(yù)加熱板與送粉裝置保持交替錯(cuò)位移動，確保不影響送粉裝置的正常運(yùn)動，并可利用兩次鋪粉和打印的時(shí)間差預(yù)熱材料，確?？s小未打印材料和已打印材料的溫度差；加熱面積大，加熱溫度和移動距離可控，自動化程度高、預(yù)熱效果好、靈活性高，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的激光燒結(jié)增材加工設(shè)備的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種激光燒結(jié)增材加工設(shè)備，能夠改善預(yù)熱效果，進(jìn)入提高產(chǎn)品質(zhì)量。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的激光燒結(jié)增材加工設(shè)備的一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明具體實(shí)施方式提供一種激光燒結(jié)增材加工設(shè)備，基板1、材料缸2、送粉裝置3、預(yù)加熱板4和驅(qū)動裝置，其中基板1用于放置已打印材料9，材料缸2用于放置未打印材料10，送粉裝置3用于向基板1水平推送未打印材料10。預(yù)加熱板4的底面用于對材料缸2上方的未打印材料10進(jìn)行預(yù)熱。

送粉裝置3送料過程中，驅(qū)動裝置控制預(yù)加熱板4與未打印材料10分離，避免干涉，保證送粉裝置3的正常工作，送粉裝置3送料完成后，驅(qū)動裝置驅(qū)動預(yù)加熱板4移動至材料缸2上方并使預(yù)加熱板4的底面與未打印材料10接觸，完成對未打印材料10的預(yù)熱。

其中，預(yù)加熱板4的底面與材料缸2橫截面的形狀及尺寸相同，保證預(yù)加熱面積足夠?qū)φ麑拥奈创蛴〔牧线M(jìn)行預(yù)加熱。還可根據(jù)情況將預(yù)加熱板4的底面設(shè)置為圓形或矩形，或其他形狀。

同時(shí)，基板1設(shè)置于工作缸7內(nèi)，工作缸7的一側(cè)設(shè)置有材料缸2，工作缸7的另一側(cè)設(shè)置有用于放置廢料的廢料缸8。即廢料缸8、工作缸7和材料缸2依次水平設(shè)置。

預(yù)加熱板4可在逐層送粉之前對材料缸2最上層的粉末進(jìn)行大面積預(yù)熱處理，確保對未打印材料10的有效預(yù)熱；通過控制預(yù)加熱板4與送粉裝置3保持交替錯(cuò)位移動，確保不影響送粉裝置3的正常運(yùn)動，并可利用兩次鋪粉和打印的時(shí)間差預(yù)熱材料，確?？s小未打印材料10和已打印材料9的溫度差；加熱面積大，加熱溫度和移動距離可控，自動化程度高、預(yù)熱效果好、靈活性高，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量。

可以加工金屬、陶瓷或金屬陶瓷粉末，包括鈦及其合金、鈷鉻鉬合金、不銹鋼、鎂及其合金、鎳及其合金、碳化鎢、碳化鈦等一種或多種粉末。

在本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的加工設(shè)備中，預(yù)加熱板4具有多種移動方式，可以將預(yù)加熱板4設(shè)置于材料缸2上方，驅(qū)動裝置能夠驅(qū)動預(yù)加熱板4豎直運(yùn)動。送粉裝置3送料過程中，驅(qū)動裝置驅(qū)動預(yù)加熱板4向上移動并保持與未打印材料10分離，避免干涉，保證送粉裝置3的正常工作，送粉裝置3送料完成后，驅(qū)動裝置驅(qū)動預(yù)加熱板4向下移動使預(yù)加熱板4的底面與未打印材料10接觸，完成對未打印材料10的預(yù)熱。當(dāng)然預(yù)加熱板4也可傾斜移動或水平加豎直組合移動，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

為了提高移動過程中的穩(wěn)定性，還可設(shè)置豎直的預(yù)加熱導(dǎo)軌5，預(yù)加熱板4能夠沿預(yù)加熱導(dǎo)軌5移動，且預(yù)加熱導(dǎo)軌5的長度大于送粉裝置3的高度，預(yù)加熱板4移動至預(yù)加熱導(dǎo)軌5頂端后即可避免干涉。可在預(yù)加熱導(dǎo)軌5上設(shè)置耐高溫硅橡膠密封墊。還可設(shè)置水平的送粉導(dǎo)軌6，送粉裝置3能夠沿送粉導(dǎo)軌6移動。且送粉裝置3包括刮刀和鋪料輥等。

在上述各具體實(shí)施方式提供的激光燒結(jié)增材加工設(shè)備的基礎(chǔ)上，可通過在預(yù)加熱板4內(nèi)設(shè)置有加熱管的方式實(shí)現(xiàn)加熱。加熱管具體為不銹鋼加熱管、石英輻射加熱管、鐵氟龍加熱管、鈦加熱管、鉬加熱管、碳纖維加熱管中的一種或多種，根據(jù)情況調(diào)整加熱管的類型。并在預(yù)加熱板4內(nèi)設(shè)置溫度檢測器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)加熱溫度，溫度控制范圍為100～1000℃。

以上對本發(fā)明所提供的激光燒結(jié)增材加工設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。