CN105234409A - 一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉方法和装置，包括激光器、储粉筒、粉末材料、电磁阀、控制器、刮刀和可升降成形缸，可升降成形缸上端滑动安装有刮刀，可升降成形缸上端通过支架安装有激光器，可升降成形缸上端两侧对称安装有储粉筒，储粉筒下端的落粉管路内安装有电磁阀，储粉筒内填充有粉末材料，电磁阀与控制器相连。本发明操作方便，通过成形件不同高度对材料属性的要求，激光选区熔化设备控制器发出相应指令，控制电磁阀的关闭以及刮刀的初始位置，实现异种材料的整体成形，突破了激光选区熔化成形单一材料零部件的局限性，极大拓展该技术的应用范围。

Description

一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉方法和装置

技术领域

本发明涉及的是金属构件的快速成型技术领域，具体地说，是一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉方法和装置。

背景技术

激光选区熔化(SLM)成形技术是金属件直接成型的一种方法，是快速成型技术的最新发展。该技术基于离散材料逐层堆积成型原理，依据产品三维图形数据，采用高能激光束对原材料粉末逐点、逐线、逐层熔化直接制造出零件，相比其它金属增材制造技术，激光选区熔化成形技术具有更高的成形精度以及更少的后续加工量，可成形复杂度更高的零件，它以结构功能一体化设计制造、短周期、近终形、无模具、无刀具等技术优势成为复杂构件快速制造的先进制造手段，是金属增材制造技术应用的主要方向之一。

目前，在异种材料连接的研究方向中，扩散焊接是主要的研究方向。激光选区熔化成形设备只针对单一材料的成形进行了相关研究，因此，本发明公开一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉方式和装置，实现异种材料零件的整体成形。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有激光选区熔化成形技术中成形单一材料的缺陷，本发明提供了一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉方法和装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉装置，包括激光器、储粉筒、粉末材料、第一电磁阀、第二电磁阀、控制器、刮刀和可升降成形缸，可升降成形缸上端滑动安装有刮刀，可升降成形缸上端通过支架安装有激光器，可升降成形缸上端两侧对称安装有储粉筒，储粉筒下端的落粉管路内安装有电磁阀，储粉筒内填充有粉末材料，第一电磁阀、第二电磁阀与控制器相连。

作为优选，所述刮刀为双向刮刀。

作为优选，所述激光器安装在两储粉筒之间，且位于储粉筒上端。

作为优选，还包括用于控制刮刀和可升降成形缸的调控开关。

为解决上述问题，本发明还提供了一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉方法，包括如下步骤：

S1、开启激光选区熔化成形设备，启动控制器；

S2、控制器根据成形零件的初始材料层的材料属性，发出第一电磁阀、第二电池阀的开关指令，打开第一电磁阀，关闭第二电磁阀，刮刀初始位置移动到可升降成形缸左侧，粉末材料预铺在可升降成形缸上，控制器设定工艺参数，激光器根据零件轮廓进行选择性熔化，逐层叠加，成形出一定高度的材料零件；

S3、当材料零件成形至设定高度后，控制器发出指令，打开第二电磁阀，关闭第一电磁阀，刮刀位置移动至可升降成形缸右侧，粉末材料预铺在可升降成形缸上，控制器根据材料特性调整工艺参数，激光器根据零件轮廓进行选择性熔化，逐层叠加，成形出一定高度的材料零件；

S4、根据零件不同高度对材料的要求，控制器控制第一电磁阀、第二电池阀的启闭以及刮刀的初始位置，反复执行S2或S3，直至整个零件加工完成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

操作方便，通过成形件不同高度对材料属性的要求，激光选区熔化设备控制器发出相应指令，控制电磁阀的关闭以及刮刀的初始位置，实现异种材料的整体成形，突破了激光选区熔化成形单一材料零部件的局限性，极大拓展该技术的应用范围。

附图说明

图1为本发明实施例一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉装置的结构示意图。

图中：1-激光器，2-储粉筒，3、8-粉末材料，4、9-电磁阀，5-控制器，6-刮刀，7-可升降成形缸。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉装置，包括激光器1、储粉筒2、粉末材料3和8、第一电磁阀4、第二电磁阀9、控制器5、刮刀6、可升降成形缸7，可升降成形缸7上端滑动安装有刮刀6，可升降成形缸7上端通过支架安装有激光器1，可升降成形缸7上端两侧对称安装有储粉筒2，储粉筒2下端的落粉管路内安装有第一电磁阀4和第二电磁阀9，储粉筒2内填充有粉末材料3和8，第一电磁阀4和第二电磁阀9与控制器5相连。

所述刮刀6为双向刮刀。

所述激光器1安装在两储粉筒2之间，且位于储粉筒2上端。

还包括用于控制刮刀6和可升降成形缸7的调控开关。

本具体实施还提供了一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉方法，包括如下步骤：

S1、开启激光选区熔化成形设备，启动控制器5；

S2、控制器5根据成形零件的初始材料层的材料属性，发出第一电磁阀4、第二电池阀9的开关指令，打开第一电磁阀4，关闭第二电磁阀9，刮刀6初始位置移动到可升降成形缸7左侧，粉末材料3预铺在可升降成形缸7上，控制器5设定工艺参数，激光器1根据零件轮廓进行选择性熔化，逐层叠加，成形出一定高度的材料3零件；

S3、当材料3零件成形至设定高度后，控制器5发出指令，打开第二电磁阀9，关闭第一电磁阀4，刮刀6位置移动至可升降成形缸7右侧，粉末材料8预铺在可升降成形缸7上，控制器5根据材料特性调整工艺参数，激光器1根据零件轮廓进行选择性熔化，逐层叠加，成形出一定高度的材料8零件；

S4、根据零件不同高度对材料的要求，控制器5控制第一电磁阀4、第二电池阀9的启闭以及刮刀6的初始位置，反复执行S2或S3，直至整个零件加工完成。

本具体实施结构简单，操作方便。通过成形件不同高度对材料属性的要求，激光选区熔化设备控制器5发出相应指令，控制电磁阀4、9的关闭以及刮刀的初始位置，实现异种材料的整体成形，突破了激光选区熔化成形单一材料零部件的局限性，极大拓展该技术的应用范围

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉装置，其特征在于，包括激光器(1)、储粉筒(2)、粉末材料(3、8)、第一电磁阀(4)、第二电池阀(9)、控制器(5)、刮刀(6)和可升降成形缸(7)，可升降成形缸(7)上端滑动安装有刮刀(6)，可升降成形缸(7)上端通过支架安装有激光器(1)，可升降成形缸(7)上端两侧对称安装有储粉筒(2)，储粉筒(2)下端的落粉管路内安装有第一电磁阀(4)、第二电池阀(9)，储粉筒(2)内填充有粉末材料(3、8)，第一电磁阀(4)、第二电池阀(9)与控制器(5)相连。

2.根据权利要求1所述的一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉装置，其特征在于，所述刮刀(6)为双向刮刀。

3.根据权利要求1所述的一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉装置，其特征在于，所述激光器(1)安装在两储粉筒(2)之间，且位于储粉筒(2)上端。

4.根据权利要求1所述的一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉装置，其特征在于，所述控制刮刀(6)和可升降成形缸(7)与控制器(5)相连。

5.一种多材料激光选区熔化整体成形的送粉方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、开启激光选区熔化成形设备，启动控制器(5)；

S2、控制器(5)根据成形零件的初始材料层的材料属性，发出第一电磁阀(4)、第二电池阀(9)的开关指令，打开第一电磁阀(4)，关闭第二电磁阀(9)，刮刀(6)初始位置移动到可升降成形缸(7)左侧，粉末材料(3)预铺在可升降成形缸(7)上，控制器(5)设定工艺参数，激光器(1)根据零件轮廓进行选择性熔化，逐层叠加，成形出一定高度的材料3零件；

S3、当材料(3)零件成形至设定高度后，控制器(5)发出指令，打开第二电磁阀(9)，关闭第一电磁阀(4)，刮刀(6)位置移动至可升降成形缸(7)右侧，粉末材料(8)预铺在可升降成形缸(7)上，控制器(5)根据材料特性调整工艺参数，激光器(1)根据零件轮廓进行选择性熔化，逐层叠加，成形出一定高度的材料(8)零件；

S4、根据零件不同高度对材料的要求，控制器(5)控制第一电磁阀(4)、第二电池阀(9)的启闭以及刮刀(6)的初始位置，反复执行S2或S3，直至整个零件加工完成。