CN110315079A - 一种增材制造装置及成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增材制造装置及成形方法，通过固定底座和转盘形成旋转工作台，配合升降平台形成空间旋转成形装置，并且在固定底座与升降平台之间设置可伸缩防护罩，使可伸缩防护罩、固定底座与升降平台之间形成工作密封腔，便于在工作密封腔进行SLM成形，本装置结构简单，成形过程中使用动态粉缸模型，可以使成形缸与工件随形布置，减少工件与成形缸体之间的间隙，节省了增材成形使用的原料，提高了原料使用效率，在铺粉过程中不需回收多余的粉末，进一步提高了原料的使用效率。使用动态粉缸模型，可以隔离不需成形的区域，减少铺粉幅面，提高成形效率。使用可伸缩防护罩封闭成形空间，提供气氛保护环境，密封方式简单可靠。

Description

一种增材制造装置及成形方法
技术领域
本发明属于增材制造技术领域，涉及一种增材制造装置及成形方法。
背景技术
金属增材制造技术中的激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)成形技术，由于粉末可以起到自支撑作用，具有成形精度高、复杂结构构造能力更强的优势，在航空航天、汽车、高端模具和医疗等高端领域都具有广泛的应用前景。目前SLM成形技术成形工件尺寸较小(一般小于500mm)，制造大尺寸金属构件是SLM技术长期难以突破的技术瓶颈。这个技术瓶颈是由SLM成形技术本身的工艺特点决定的：工件成形需要在成形缸内逐层铺粉，然后用激光逐层扫描特定区域熔化粉体成形。成形工件的尺寸越大，所需的成形缸越大，铺粉等待时间越长，粉末利用率也越低，故而成形效率随之降低，生产成本大幅提高。目前国内外SLM成形设备供应商大多采用多光束拼接的方式来提高成形效率，但对于如何提高粉末利用率，如何缩短铺粉等待时间，目前还没有有效方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增材制造装置及成形方法，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种增材制造装置，包括旋转工作台、升降平台、成形组件、激光打印装置和送料铺平组件；
成形组件、激光打印装置和送料铺平组件均通过XY向导轨***安装于升降平台上，升降平台通过Z向导轨***驱动其沿Z轴移动；
旋转工作台包括固定底座和转盘，转盘上固定有基板，转盘能够相对固定底座转动；
固定底座与升降平台之间设有可伸缩防护罩，可伸缩防护罩上下两端分别与升降平台和固定底座密封固定连接，可伸缩防护罩、固定底座与升降平台之间形成工作密封腔，成形组件的打印头、激光打印装置的打印头部和送料铺平组件的刮刀部件均位于工作密封腔内。
进一步的，固定底座下端设有驱动电机，驱动电机通过驱动轴连接转盘，驱动轴贯穿固定底座，驱动轴与固定底座之间密封。
进一步的，Z向导轨***包括设置于升降平台两侧设有立柱，立柱靠近升降平台一侧设有竖直导轨，立柱上端设有电机，电机的输出端固定有沿竖直导轨设置的丝杠，升降平台侧面固定有与丝杠配合传动的螺母。
进一步的，螺母通过螺母座固定在升降平台侧面。
进一步的，成形组件选用熔融沉积成形打印***、激光近净成形打印***或冷金属过渡焊接***中的一种。
进一步的，旋转工作台底部设有X方向水平导轨***，X方向水平导轨***采用丝杠导轨平台。
进一步的，丝杠导轨平台包括支撑平台和设置于支撑平台上的导轨，旋转工作台下端设有与导轨配合滑动的滑块，丝杠导轨平台上设有传动电机，传动电机的输出端连接传动丝杠，旋转工作台底部设有与传动丝杠配合传动的传动螺母。
进一步的，立柱固定于丝杠导轨平台上；两个立柱上端设有横梁。
进一步的，XY向导轨***采用水平导轨***。
进一步的，XY向导轨***、X方向水平导轨***和Z向导轨***上均安装有精密光栅尺。
一种基于增材制造装置的成形方法，包括以下步骤：
步骤1)、首先制备待成形件的动态粉缸模型：记动态粉缸模型内部空腔的两个侧壁分别为第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁与第二侧壁在水平方向上最终闭合形成动态粉缸的截面轮廓，动态粉缸模型的第一侧壁和第二侧壁以及作为底面的基板构成待成形件成形区域；在同一水平截面上，动态粉缸模型内部空腔形成空腔图形，待成形件形成零件图形，空腔图形和零件图形呈相似图形；
根据待成形件的形状特征确定动态粉缸模型的截面形状和尺寸，然后采用增材成形方法制备动态粉缸模型；动态粉缸模型成形过程中，在任意成形高度上，动态粉缸模型均将待成形件包裹在动态粉缸模型内部，先成形动态粉缸模型至初始高度；
步骤2)、然后在已成形部分的动态粉缸模型内旋转铺粉，对已完成铺粉部分进行SLM成形处理，在成形过程中，待成形件铺粉面自初始高度开始始终低于动态粉缸模型成型面5-50mm。
进一步的，成形过程中，在可伸缩防护罩内通入惰性气体形成惰性气氛环境；将该层动态粉缸模型沿其截面轮廓轨迹划分设定依次连续的若干区域，用于局部铺粉以及SLM成形。
进一步的，利用刮刀在动态粉缸模型内铺粉同时旋转工作台旋转，铺粉装置铺粉厚度即为一次成形厚度；铺粉装置相对动态粉缸模型内的待成形件做螺旋上升运动；刮刀铺粉的同时工作台旋转，升降平台同步做抬升运动，旋转工作台每旋转一圈，升降平台就会抬升一个铺粉层厚的高度，刮刀铺粉的整个空间轨迹相对待成形件呈一条螺旋曲线；刮刀沿螺旋轨迹铺粉的同时，激光打印装置对已铺粉区域进行烧结成形。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种增材制造装置及成形方法，通过设置旋转工作台、升降平台、成形组件、激光打印装置和送料铺平组件；将成形组件、激光打印装置和送料铺平组件通过XY向导轨***安装于升降平台上，形成X/Y/Z空间成形装置，通过固定底座和转盘形成旋转工作台，配合升降平台形成空间旋转成形装置，并且在固定底座与升降平台之间设置可伸缩防护罩，可伸缩防护罩上下两端分别与升降平台和固定底座密封固定连接，使可伸缩防护罩、固定底座与升降平台之间形成工作密封腔，从而便于在工作密封腔进行SLM成形，本装置结构简单，不需要使用固定形状、固定尺寸的成形缸，可以大幅降低设备成本，同时，因为没有固定的成形缸，也不用考虑成形平台与成形缸体之间的密封问题，这就简化了设备的结构。成形过程中使用动态粉缸模型，可以使成形缸与工件随形布置，减少工件与成形缸体之间的间隙，极大地节省了增材成形使用的原料，提高了原料使用效率。使用动态粉缸模型，在铺粉过程中不需回收多余的粉末，进一步提高了原料的使用效率。使用动态粉缸模型，可以隔离不需成形的区域，减少铺粉幅面，提高成形效率。使用可伸缩防护罩封闭成形空间，提供气氛保护环境，密封方式简单可靠。另外，此封闭空间范围在成形工件初期，其体积是最小的，这样，就可以提高“洗气”的效率，缩短工件成形前期准备时间。
进一步的，采用螺旋轨迹成形方法，可以在铺粉的同时，进行扫描烧结成形，取消了铺粉等待时间，激光扫描烧结成形动作和铺粉动作可以同时、持续地进行，直至整个工件成形完毕，极大地提升了成形效率。
进一步的，Z向导轨***采用丝杠传动，传动平稳，精度高。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明动态粉缸模型与成形工件横截面示意图。
图3为本发明底座安装整体结构示意图。
图4为本发明主视图。
图5为旋转工作台结构示意图。
图中：1、旋转工作台；2、升降平台；3、成形组件；4、激光打印装置；5、送料铺平组件；6、固定底座；7、转盘；8、基板；9、可伸缩防护罩；10、驱动电机；11、立柱；12、竖直导轨；13、电机；14、螺母座；15、丝杠导轨平台；16、横梁；17、支撑平台；18、导轨；19、滑块；20、传动电机；21、动态粉缸模型；22、待成形件；23、驱动轴；24、密封罩。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1至图4所示，一种增材制造装置，包括旋转工作台1、升降平台2、成形组件3、激光打印装置4和送料铺平组件5；
成形组件3、激光打印装置4和送料铺平组件5均通过XY向导轨***安装于升降平台2上，升降平台2通过Z向导轨***驱动其沿Z轴移动；
如图5所示，旋转工作台1包括固定底座6和转盘7，转盘7上固定有基板8，转盘7能够相对固定底座6转动；转盘7能有以Z轴为转轴实现任意角度分度动作，或者连续回转动作；
固定底座6与升降平台2之间设有可伸缩防护罩9，可伸缩防护罩9上下两端分别与升降平台2和固定底座6密封固定连接，可伸缩防护罩9、固定底座6与升降平台2之间形成工作密封腔，即成形腔，成形组件3的打印头、激光打印装置4的打印头部和送料铺平组件5的刮刀部件均位于工作密封腔内；
升降平台2底部设有密封罩24，密封罩24采用柔性密封罩，密封罩24一端与升降平台2底部密封连接，密封罩24另一端与成形组件3的打印头侧壁密封粘接，密封罩24与升降平台2底部之间形成打印头密封空间，密封罩24与打印头侧壁密封粘接一端能够随打印头一端移动，利用密封罩的柔性特性，防止工作密封腔内惰性气体漏出；同样的，激光打印装置4的打印头部和送料铺平组件5的刮刀部件均设有密封罩，防止打印时惰性气体从成形组件3与升降平台2连接缝隙、激光打印装置4与升降平台2连接缝隙或送料铺平组件5与升降平台2连接缝隙遗漏；
固定底座6外侧设有与可伸缩防护罩9的连接法兰；连接法兰用于实现固定底座6与可伸缩防护罩9的密封固定连接；驱动轴23贯穿固定底座6，驱动轴23与固定底座6之间密封；
固定底座6下端设有驱动电机10，驱动电机10通过驱动轴23连接转盘7；
Z向导轨***包括设置于升降平台2两侧设有立柱11，立柱11靠近升降平台2一侧设有竖直导轨12，立柱11上端设有电机13，电机13的输出端固定有沿竖直导轨12设置的丝杠，升降平台2侧面固定有与丝杠配合传动的螺母；螺母通过螺母座14固定在升降平台2侧面；
成形组件3选用熔融沉积成形(FDM)打印***、激光近净成形(LENS)打印***或冷金属过渡焊接***(CMT)中的一种；
旋转工作台1底部设有X方向水平导轨***，X方向水平导轨***采用丝杠导轨平台15，丝杠导轨平台15包括支撑平台17和设置于支撑平台17上的导轨18，旋转工作台1下端设有与导轨18配合滑动的滑块19，丝杠导轨平台15上设有传动电机20，传动电机20的输出端连接传动丝杠，旋转工作台1底部设有与传动丝杠配合传动的传动螺母；
立柱11固定于丝杠导轨平台15上；两个立柱11上端设有横梁16，用于提高整体装置的稳定性；
XY向导轨***采用水平导轨***，能够带动成形组件3、激光打印装置4和送料铺平组件5在升降平台2上水平移动；
XY向导轨***、X方向水平导轨***和Z向导轨***上均安装有精密光栅尺，为运动提供闭环反馈，保证其运行的定位精度和重复定位精度。
成形组件3用于成形过程中在基板上打印与待成形件对应的随打随用的动态粉缸模型，动态粉缸模型由第一侧壁和第二侧壁组成，其整体形状和尺寸根据所需加工零件的外形特征决定；
激光打印装置包括QBH接头、准直扩束模块、振镜和f-θ场镜/动态聚焦镜，通过光纤与激光器相连，激光打印装置用于实现SLM成形过程对粉床表面的轨迹扫描；激光打印装置可以沿水平导轨***运动，沿水平导轨***上安装有精密光栅尺，保证激光打印装置运动的定位精度和重复定位精度；激光打印装置整体密封在光学***防护罩中，防止成形过程中产的烟尘和金属粉末污染激光光路***，对激光的传输造成不良影响。通过更换激光器类型、送料铺平组件、动态成形缸成形组件等模块式组件，可以实现金属材料、陶瓷材料、树脂材料的3D打印。不同形式、不同数量的激光器类型、送料铺平组件、动态成形缸成形组件，构成的不同配置，可以实现功能梯度材料的增材成形。即，该设备能适用于多种材质、多种成形工艺，极大地拓展了设备应用领域。
实施例一：
(1)生成待成形件的成形工艺参数文件：
首先，根据所需要加工的环形零件的三维模型进行数据处理，生成包括切片、支撑、扫描路径、工艺参数和扫描策略的SLM成形工艺文件，将工艺文件数据、设备参数和材料参数信息导入到工艺过程数值模拟软件中，对整个成形工艺过程进行数值仿真，获得成形过程中的变形和应力翘曲变形结果，通过添加防止应力变形、热传导辅助支撑和支撑结构优化，生成SLM成形过程的反变形预测模型，对获得的反变形预测模型重新生成SLM成形工艺文件；
(2)设计待成形件对应的动态粉缸模型：根据待成形件的形状特征确定动态粉缸模型的截面形状和尺寸，待成形件的形状特征指待成形件的水平截面形状和尺寸，要求在同一成形水平截面上，动态粉缸模型21的内部空腔形成空腔图形，待成形件22形成零件图形，空腔图形和零件图形呈相似图形，且动态粉缸模型21将待成形件22包含在其内部空腔内，即待成形件22位于第一侧壁和第二侧壁以及作为底面的基板构成的待成形件成形区域内；同时要求该动态粉缸模型21自身要具有足够的强度，足以承载待成形件22成形过程中所需要用到的原材料；在任意高度的横截面上，动态粉缸模型21第一侧壁和第二侧壁与待成形件22的外壁保持5～10mm间距；如果待成形件22为环形结构，则相应的动态粉缸模型21的第一侧壁和第二侧壁分别构成一个封闭环形；两个封闭环所夹环形区域为待成形件22的成形区域；
(3)生成动态粉缸模型的成形工艺参数文件：对步骤(2)得到的动态粉缸模型21的三维模型进行数据处理；动态粉缸模型21的具体成形工艺，可以选用熔融沉积成形(FDM)、激光近净成形(LENS)、冷金属过渡焊接技术(CMT)等增材制造成形工艺中的任意一种；最终得到相应的动态粉缸模型21的成形工艺参数文件；将该工艺参数文件输入设备控制***；
生成动态粉缸模型21的三维模型：采用增材制造成形工艺生成一层粉缸，粉缸的高度满足进行SLM工艺成形一层零件切片；将该层粉缸沿其截面轮廓轨迹划分设定依次连续的若干区域，用于局部铺粉以及SLM成形；
(4)对成形腔进行封闭处理，并用惰性气体置换成形区域内的空气；
(5)在基板上成形一截动态粉缸模型：启动成形组件3，用设定的增材方式，按设定的工艺参数，在基板上成形一截动态粉缸模型21，要求已成形的动态粉缸模型21为完整封闭的环形；动态粉缸模型21的成形动作，是由旋转工作台的旋转动作，成形缸成形组件3的径向运动(X轴)，以及升降平台2的抬升动作(Z轴)联动实现的；每次动态粉缸模型21的成形高度为10～20mm；
(6)在动态粉缸模型内铺粉：将刮刀固定在铺粉组件5的末端，然后在第(5)步形成的动态粉缸模型21的内部进行铺粉；其中，刮刀的高度是由升降平台2的高度来控制的。刮刀的铺粉动作，是由旋转工作台的旋转动作和铺粉组件5的径向运动联动实现的。铺粉过程中，刮刀一直在动态粉缸模型21的内部运动，多余的粉末不会溢出到动态粉缸模型21的外侧。
(7)在动态粉缸模型内成形工件：激光打印装置启动，按照步骤(1)制订的成形工艺参数，对已铺粉区域进行选择性熔融并固化成形。
(8)升降平台上移一个层厚的高度。当第(7)步对一层的铺粉区域全部完成打印成形后，将升降平台(3)整体上移一个层厚的高度，为下一层铺粉做准备。
(9)当工件已成形面距离动态粉缸模型已成形面5～8mm时，转到第(5)步，启动成形组件3，对动态粉缸模型21进行加高。即，保证在铺粉、工件成形的过程中，动态粉缸模型21的顶部要高于待成形件22的成形面；这样，铺粉时多余的粉末不会溢出到动态粉缸模型21的外侧。然后再依序按第(6)步、第(7)步、第(8)步、第(9)步执行，直到待成形件22全部成形完毕。当待成形件22已成形面距离动态粉缸模型21还大于5～8mm时，直接跳转第(6)步，然后再依序按第(7)步、第(8)步、第(9)步执行，直到整个待成形件22全部成形完毕。
(10)成形件全部成形完毕后，将可伸缩防护罩9与旋转工作台1脱离并收起。然后将可伸缩防护罩9与升降平台2升至最高位。最后用叉车或其他设备将基板8以及固定在其上的动态粉缸模型21、待成形件22一起横向移出成形区域，送至特定位置进行清理、切除等后处理工作。
上述实施例一是按照传统的单层切片成形，动态粉缸模型成形过程中，纵向上，动态粉缸模型逐层或逐段成形；横向上，动态粉缸模型内部空腔形成空腔图形，待成形件形成零件图形，空腔图形和零件图形呈相似图形；
逐层累积叠加的方式成形，最终得到完整的工件。利用刮刀在动态粉缸模型内铺粉同时旋转工作台旋转，铺粉装置铺粉厚度即为一次成形厚度；铺粉装置相对动态粉缸模型内的待成形件做螺旋上升运动；刮刀铺粉的同时工作台旋转，升降平台同步做抬升运动，工作台每旋转一圈，升降平台就会抬升一个铺粉层厚的高度，刮刀铺粉的整个空间轨迹相对待成形件呈一条螺旋曲线；在成形的时候，旋转工作台、升降平台、刮刀三者的动作要求是联动的。
本发明在成形待成形件之前，先用增材成形方法成形一个缸体，作为容纳工件以及成形原料的容器，因该缸体的尺寸及形状随工件的尺寸和形状而改变，故而称其为“动态粉缸模型”。
实施例二：
(1)生成工件的成形工艺参数文件：对需要成形的工件进行三维建模(或从服务对象处取得工件的三维模型文件)，然后进行数据处理。这个数据处理过程可以包含一次至数次的数值模拟仿真过程。最终生成包括切片、支撑、扫描路径、扫描策略的SLM成形工艺参数文件。将该工艺参数文件输入设备控制***。
(2)设计成形工件对应的动态粉缸模型：要求在同一成形水平截面上，动态粉缸模型21的内部空腔形成空腔图形，待成形件22形成零件图形，空腔图形和零件图形呈相似图形，且动态粉缸模型21将待成形件22包含在其内部，即待成形件22位于第一侧壁和第二侧壁以及作为底面的基板构成的待成形件成形区域内；同时要求该动态粉缸模型21自身要具有足够的强度，足以承载待成形件22成形过程中所需要用到的原材料。在任意高度的横截面上，动态粉缸模型21的第一侧壁和第二侧壁与待成形件22的侧面保持5～10mm间距；如果待成形件22为环形结构，则相应的动态粉缸模型21的第一侧壁和第二侧壁分别构成一个封闭环形，两个封闭环形所夹环形区域为待成形件22的成形区域。最后，生成动态粉缸模型21的三维模型。
(3)生成动态粉缸模型的成形工艺参数文件：对第(2)步得到的动态粉缸模型21的三维模型进行数据处理。最终得到相应的动态粉缸模型21的成形工艺参数文件。将该工艺参数文件输入设备控制***。
(4)对成形区域进行封闭处理，并用惰性气体置换成形区域内的空气。
(5)在基板上成形一截动态粉缸模型：启动成形组件，用设定的增材方式，按设定的工艺参数，在基板上成形一截动态粉缸模型21。要求已成形的动态粉缸模型21为完整封闭的环形。动态粉缸模型的成形动作，是由旋转工作台的旋转动作，成形缸成形组件的径向运动，以及升降平台的抬升动作联动实现的。每次动态粉缸模型21的成形高度建议为10～20mm。
(6)在动态粉缸模型内铺粉并同时成形工件：选用适当尺寸规格的刮刀，固定在铺粉组件的末端，然后在第(5)步形成的动态粉缸模型21的内部进行铺粉。在刮刀铺粉(工作台旋转)的同时，升降平台同步做抬升运动。工作台每旋转一圈，升降平台就会抬升一个铺粉层厚的高度。刮刀铺粉的整个空间轨迹，呈现为一条螺旋上升的曲线。
(7)当工件已成形面距离动态粉缸模型已成形面5～8mm时，转到第(5)步，启动成形组件，对动态粉缸模型21进行加高。即，保证在铺粉、待成形件22成形的过程中，动态粉缸模型21的顶部要高于待成形件22的成形面。这样，铺粉时多余的粉末不会溢出到动态粉缸模型21的外侧。然后再依序按第(6)步、第(7)步执行，直到整个待成形件22全部成形完毕。
(8)待成形件22全部成形完毕后，将可伸缩防护罩与旋转工作台脱离并收起。然后将可伸缩防护罩与升降平台升至最高位。最后用叉车或其他设备将基板以及固定在其上的动态粉缸模型21、待成形件22一起，横向移出成形区域，送至特定位置进行清理、切除等后处理工作。
实施例三：
如图3所示。用横梁固定连接两个立柱，这样可以提高整个设备框架结构的刚性。且整套设备设置在支撑平台上。支撑平台上设置有水平导轨，旋转工作台可以沿该导轨进行水平运动。
当工件正在成形时，旋转工作台处于升降平台的正下方，并使旋转工作台的底座与支撑平台处于位置锁定状态。
当工件成形完毕后，将可伸缩防护罩与旋转工作台脱离并收起。接着将可伸缩防护罩与升降平台升至最高位。然后，解除旋转工作台的位置锁定状态。将旋转工作台及固定于其上的基板8、动态粉缸模型21、待成形件22沿底座上的导轨水平移出成形区域。最后用天车或叉车等起重设备将基板以及固定在其上的动态粉缸模型21、待成形件22一起，移至特定位置进行清理、切除等后处理工作。
进一步的，可以将旋转工作台设置为交换工作台的形式。这样可以大幅缩短基板装卸时间，提高设备使用效率。
实施例四：
如图1所示。该增材制造设备的激光振镜设置在升降平台上。在升降平台上设置多套激光打印装置。每套激光打印装置均能各自独立地在升降平台上做径向运动，允许有多套激光打印装置同时工作在同一个半径区域上，提高工件的成形效率。
实施例五：
如图1或图3所示。该增材制造设备用可伸缩防护罩将旋转工作台的底座和升降平台连接起来，形成了一个封闭的气氛保护区域。在成形初始时刻，升降平台处于最低位置，成形区域体积最小。此时开始用惰性气体置换成形区域内的空气，所需时间最短，耗气量也最少(因为置换空气的体积最小)。在工件成形过程中，升降平台逐渐上升，成形区域的体积不断增大。为了维持成形区域内的气压略大于室内气压，需要逐渐加大注入的惰性气体气量。
实施例六：
为形成气氛保护区域，也可以搭建一个具有气密性的工作室，将整个增材制造设备主体置于其内。即，整个气密工作室内部作为气氛保护区域。该实施例的气氛保护区域的体积，从成形初始时刻到成形结束时刻，是基本不变的。但是在用惰性气体置换空气时，所用时间较长，耗气量也较多。
实施例七：
为了提高工件成品的表面质量及尺寸精度，必要时，可以在升降平台下方增设减材加工装置，如铣削头、磨削头等。
通过更换送料铺平组件，可以实现粉料、浆料、膏料等不同原材料的输送；再通过更换激光器，可以实现不同特征能量的输入。从而可以实现陶瓷材料、树脂材料的增材成形。不同形式、不同数量的激光器类型、送料铺平组件、动态成形缸成形组件，构成的不同配置，可以实现金属/陶瓷、金属/金属、陶瓷/非金属、非金属/塑料、陶瓷/陶瓷、金属/非金属等梯度功能复合材料的增材成形。

Claims (10)

1.一种增材制造装置，其特征在于，包括旋转工作台(1)、升降平台(2)、成形组件(3)、激光打印装置(4)和送料铺平组件(5)；
成形组件(3)、激光打印装置(4)和送料铺平组件(5)均通过XY向导轨***安装于升降平台(2)上，升降平台(2)通过Z向导轨***驱动其沿Z轴移动；
旋转工作台(1)包括固定底座(6)和转盘(7)，转盘(7)上固定有基板(8)，转盘(7)能够相对固定底座(6)转动；
固定底座(6)与升降平台(2)之间设有可伸缩防护罩(9)，可伸缩防护罩(9)上下两端分别与升降平台(2)和固定底座(6)密封固定连接，可伸缩防护罩(9)、固定底座(6)与升降平台(2)之间形成工作密封腔；
成形组件(3)的打印头、激光打印装置(4)的打印头部和送料铺平组件(5)的刮刀部件均位于工作密封腔内。
2.根据权利要求1所述的一种增材制造装置，其特征在于，固定底座(6)下端设有驱动电机(10)，驱动电机(10)通过驱动轴(23)连接转盘(7)，驱动轴(23)贯穿固定底座(6)，驱动轴(23)与固定底座(6)之间密封。
3.根据权利要求1所述的一种增材制造装置，其特征在于，Z向导轨***包括设置于升降平台(2)两侧设有立柱(11)，立柱(11)靠近升降平台(2)一侧设有竖直导轨(12)，立柱(11)上端设有电机(13)，电机(13)的输出端固定有沿竖直导轨(12)设置的丝杠，升降平台(2)侧面固定有与丝杠配合传动的螺母。
4.根据权利要求3所述的一种增材制造装置，其特征在于，螺母通过螺母座(14)固定在升降平台(2)侧面。
5.根据权利要求1所述的一种增材制造装置，其特征在于，成形组件(3)选用熔融沉积成形打印***、激光近净成形打印***或冷金属过渡焊接***中的一种。
6.根据权利要求3所述的一种增材制造装置，其特征在于，旋转工作台(1)底部设有X方向水平导轨***，X方向水平导轨***采用丝杠导轨平台(15)。
7.根据权利要求6所述的一种增材制造装置，其特征在于，丝杠导轨平台(15)包括支撑平台(17)和设置于支撑平台(17)上的导轨(18)，旋转工作台(1)下端设有与导轨(18)配合滑动的滑块(19)，丝杠导轨平台(15)上设有传动电机(20)，传动电机(20)的输出端连接传动丝杠，旋转工作台(1)底部设有与传动丝杠配合传动的传动螺母。
8.一种基于权利要求1所述增材制造装置的铺粉成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)、首先制备待成形件的动态粉缸模型：记动态粉缸模型内部空腔的两个侧壁分别为第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁与第二侧壁在水平方向上最终闭合形成动态粉缸的截面轮廓，动态粉缸模型的第一侧壁和第二侧壁以及作为底面的基板构成待成形件成形区域；在同一水平截面上，动态粉缸模型内部空腔形成空腔图形，待成形件形成零件图形，空腔图形和零件图形呈相似图形；
根据待成形件的形状特征确定动态粉缸模型的截面形状和尺寸，然后采用增材成形方法制备动态粉缸模型；动态粉缸模型成形过程中，在任意成形高度上，动态粉缸模型均将待成形件包裹在动态粉缸模型内部，先成形动态粉缸模型至初始高度；
步骤2)、然后在已成形部分的动态粉缸模型内旋转铺粉，对已完成铺粉部分进行SLM成形处理，在成形过程中，待成形件铺粉面自初始高度开始始终低于动态粉缸模型成型面5-50mm。
9.根据权利要求8所述的一种铺粉成形方法，其特征在于，成形过程中，在可伸缩防护罩内通入惰性气体形成惰性气氛环境，采用增材制造成形工艺生成一层动态粉缸模型；将该层动态粉缸模型沿其截面轮廓轨迹划分设定依次连续的若干区域，用于局部铺粉以及SLM成形。
10.根据权利要求8所述的一种铺粉成形方法，其特征在于，成形过程中，步骤2)中，利用刮刀在动态粉缸模型内铺粉同时旋转工作台旋转，铺粉装置铺粉厚度即为一次成形厚度；铺粉装置相对动态粉缸模型内的待成形件做螺旋上升运动；刮刀铺粉的同时工作台旋转，升降平台同步做抬升运动，旋转工作台每旋转一圈，升降平台就会抬升一个铺粉层厚的高度，刮刀铺粉的整个空间轨迹相对待成形件呈一条螺旋曲线；刮刀沿螺旋轨迹铺粉的同时，激光打印装置对已铺粉区域进行烧结成形。
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