CN113305302B - 一种大幅面激光选区熔化成形设备 - Google Patents

一种大幅面激光选区熔化成形设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113305302B
CN113305302B CN202110578285.7A CN202110578285A CN113305302B CN 113305302 B CN113305302 B CN 113305302B CN 202110578285 A CN202110578285 A CN 202110578285A CN 113305302 B CN113305302 B CN 113305302B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
forming
groups
cabin
powder feeding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110578285.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113305302A (zh
Inventor
刘旭东
李怀学
孙年俊
巩水利
聂瑞涛
左从进
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVIC Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute
Original Assignee
AVIC Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVIC Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute filed Critical AVIC Beijing Aeronautical Manufacturing Technology Research Institute
Priority to CN202110578285.7A priority Critical patent/CN113305302B/zh
Publication of CN113305302A publication Critical patent/CN113305302A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113305302B publication Critical patent/CN113305302B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/32—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/70—Recycling
    • B22F10/73—Recycling of powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/22—Driving means
    • B22F12/222—Driving means for motion along a direction orthogonal to the plane of a layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/30—Platforms or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/70—Gas flow means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明涉及激光增材制造设备技术领域，特别涉及一种大幅面激光选区熔化成形设备。所述熔化成形设备包括左底座、右底座、成形舱体、铺粉装置和两组粉料送进装置；所述左底座和右底座结构相同，且所述左底座和右底座顶部分别安装有一组支撑框，所述成形舱体安装在两组所述支撑框上；所述成形舱体内开设有成形舱室；两组所述粉料送进装置对称设置在所述成形舱体两侧；所述粉料送进装置包括送粉箱盖板、送粉箱体和粉料分配器；所述送粉箱体固定安装在所述支撑框上，所述送粉箱体顶部设置有开口，所述送粉箱盖板固定安装在所述开口上。本发明缩短了铺粉行程，减少了铺粉时间，并提高了大型金属零件的成形效率。

Description

一种大幅面激光选区熔化成形设备
技术领域
本发明属于激光增材制造设备技术领域，特别涉及一种大幅面激光选区熔化成形设备。
背景技术
目前国内主流的激光选区熔化SLM设备可加工的金属零件规格小，重量轻，成形后可直接从成形舱室取出，另外，由于成形的零件小，成形工作台面积小，且大多采用下送粉的方式，但随着激光选区熔化技术的发展，对设备的大型化和精密化的要求越来越高，现有的设备型式制约着能加工零件规格和精度的发展。
传统的铺粉方法为单向铺粉，但由于可加工零件尺寸规格的增大，为了提高成形效率，需要采用多个激光打印器共同加工，成形工作台面积也会变大，导致铺粉行程也会增大，延长了铺粉时间。工件总成形时间太长也降低成形质量。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种大幅面激光选区熔化成形设备，所述熔化成形设备包括成形舱体、铺粉装置、两组粉料送进装置、左底座和右底座，所述成形舱体内开设有成形舱室和辅助舱室，两组所述粉料送进装置对称设置在所述成形舱体两侧；所述左底座和右底座的顶部分别安装有一组支撑框，所述成形舱体安装在两组所述支撑框上；
所述粉料送进装置包括送粉箱盖板、送粉箱体和粉料分配器；所述送粉箱体固定安装在所述支撑框上，所述送粉箱体顶部设置有开口，所述送粉箱盖板固定安装在所述开口上；所述送粉箱体内设置有储粉量检测器件；所述送粉箱体底部为漏斗状结构；所述粉料分配器连通在所述送粉箱体底部；所述粉料分配器的输入端上电性连接有驱动组件；所述成形舱体顶部安装有若干组激光打印器；
所述铺粉装置的进料端位于所述粉料分配器输出端的正下方。
进一步的，所述成形舱室内连通有若干组气氛循环进气管组和若干组气氛循环吸气管组；若干组所述气氛循环进气管组和若干组气氛循环吸气管组之间为交错设置。
进一步的，所述成形舱体一侧设置有辅助舱室框架，所述辅助舱室框架位于所述支撑框上方，且两组所述支撑框的顶部对称安装在所述辅助舱室框架的下表面上。
进一步的，所述辅助舱室框架远离成形舱体的一侧壁上设置有舱门，所述舱门上设置有观察窗，所述观察窗下方设置有若干组密封手套。
进一步的，所述熔化成形设备还包括成形工作台升降装置移动机构，所述成形工作台升降装置移动机构包括两组驱动组件；所述左底座和右底座顶部对称设置有两组第三导轨组件，两组所述驱动组件分别传动连接在两组第三导轨组件上。
进一步的，所述熔化成形设备还包括成形工作台升降装置，所述成形工作台升降装置包括成形工作台、升降滑枕、成形密封箱体、升降滑枕支座、传动丝杠组件和减速器组件；
所述升降滑枕支座两侧突出部分别固定安装在两组所述驱动组件上；所述升降滑枕支座顶部安装有成形密封箱体，且所述升降滑枕支座的内腔与所述成形密封箱体的内腔连通；所述减速器组件安装在所述升降滑枕支座底部，所述传动丝杠组件一端传动连接在所述减速器组件的输出端上，且另一端与所述升降滑枕固定连接，所述升降滑枕另一端与所述成形工作台固定连接；所述升降滑枕支座的两侧内壁上对称安装有若干组第二导轨组件，所述第二导轨组件内滑动连接有滑块，所述滑块另一端安装在所述升降滑枕的侧壁上。
进一步的，所述传动丝杠组件上固定安装有编码器；所述成形工作台四周侧壁上均安装有密封组件和导向组件，且所述密封组件另一侧壁可完全贴合在所述成形密封箱体的四周内壁上。
进一步的，所述铺粉装置包括铺粉装置框架和铺粉刮板组件；
所述铺粉装置框架固定安装在所述升降滑枕支座上；所述铺粉装置框架顶部为开放式结构，且位于所述粉料分配器正下方；所述铺粉装置框架内固定安装有驱动装置，所述驱动装置的输出端上传动连接有连接板；所述铺粉装置框架侧壁上设置有第一导轨组件，所述第一导轨组件内滑动连接有支撑横梁，所述支撑横梁一端固定安装在所述连接板上；所述铺粉刮板组件固定安装在所述支撑横梁上。
进一步的，所述熔化成形设备还包括两组余粉回收装置，两组所述余粉回收装置对称设置在所述铺粉装置框架两侧；
所述余粉回收装置包括粉料收集漏斗、储料箱和回转阀装置；所述粉料收集漏斗固定安装在所述成形工作台升降装置上，且所述粉料收集漏斗顶部的高度要低于所述铺粉装置框架的顶部；所述储料箱通过一组连接管连通在所述粉料收集漏斗下方，所述回转阀装置设置在所述储料箱的出料端上。
进一步的，所述气氛循环进气管组上呈环形阵列分布有若干组喷嘴；
所述气氛循环吸气管组包括吸气出口管组、若干组终端吸气管组和若干移动连接装置；所述吸气出口管组一端连通在所述成形舱室内；若干组所述终端吸气管组呈环形阵列分布在所述成形工作台周围；若干组所述移动连接装置分别连通在所述吸气出口管组以及终端吸气管组上；所述吸气出口管组和终端吸气管组可通过移动连接装置活动连通。
本发明的有益效果是：
1、采用上送粉方式，并通过设置在成形舱体两侧的两组粉料送进装置供给成形加工粉料，实现双向铺粉的功能。缩短了铺粉行程，减少了铺粉时间，并提高了大型金属零件的成形效率。
2、通过交错设置的气氛循环进气管组和气氛循环吸气管组，使工件成形过程中惰性气体流动呈层流状态，保证加工区域处始终保持合格的成形保护气体，同时也减少气体流动对成形加工过程中激光光束的干扰。
3、通过增设辅助舱室解决了大型金属零件成形前基板的安装调整问题以及成形后零件在成形舱室难以取出的问题。并且可利用辅助舱室提升余粉取出的便利性与安全性。于此同时，通过使用辅助舱室可缩小成形舱室的容积，加快成形舱室内惰性气体的置换速度，降低成形舱室内气体的含氧量，提高工件成形效率和成形精度。
4、成形工作台升降运动采用重心驱动方式，再利用第二导轨组件的垂直导向作用，提高了成形工作台升降运动的几何精度，进而提高金属零件的成形精度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的熔化成形设备的结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例的熔化成形设备的左视剖视示意图；
图3示出了根据本发明实施例的熔化成形设备的剖视示意图；
图4示出了根据本发明实施例的成形舱体的结构示意图；
图5示出了根据本发明实施例的辅助舱室框架的结构示意图；
图6示出了根据本发明实施例的粉料送进装置的剖视示意图；
图7示出了根据本发明实施例的铺粉装置的剖视示意图；
图8示出了根据本发明实施例的余粉回收装置的剖视示意图；
图9示出了根据本发明实施例的成形工作台升降装置的剖视示意图；
图10示出了根据本发明实施例的成形工作台升降装置移动机构的结构示意图；
图11示出了根据本发明实施例的成形工作台升降装置移动机构的俯视示意图；
图12示出了根据本发明实施例的气氛循环吸气管组的结构示意图。
图中：1、成形舱室；2、辅助舱室；3、粉料送进装置；4、铺粉装置；5、余粉回收装置；6、成形工作台升降装置；7、成形工作台升降装置移动机构；8、气氛循环进气管组；9、气氛循环吸气管组；10、激光打印器；11、观察窗口；12、舱门；13、观察窗；14、密封手套；15、辅助舱室框架；16、送粉箱盖板；17、送粉箱体；18、粉料；19、粉料分配器；20、铺粉刮板组件；21、驱动组件；22、驱动装置；23、连接板；24、第一导轨组件；25、支撑横梁；26、铺粉装置框架；27、粉料收集漏斗；28、储料箱；29、回转阀装置；30、成形工作台；31、升降滑枕；32、成形密封箱体；33、升降滑枕支座；34、第二导轨组件；35、传动丝杠组件；36、减速器组件；37、编码器；38、左底座；39、右底座；40、第三导轨组件；41、驱动组件；42、吸气出口管组；43、终端吸气管组；44、移动连接装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种大幅面激光选区熔化成形设备。所述熔化成形设备包括左底座38、右底座39、成形舱体、辅助舱室框架15、铺粉装置4、两组粉料送进装置3和两组余粉回收装置5。示例性的，如图1、图2和图3所示，所述左底座38和右底座39结构相同，且为左右对称设置，所述左底座38和右底座39顶部分别安装有一组支撑框。
所述左底座38和右底座39上设置有一组成形工作台升降装置移动机构7，所述成形工作台升降装置移动机构7上设置有成形工作台升降装置6。所述成形工作台升降装置6可水平移动至所述成形舱室1或辅助舱室2正下方。成形工作台升降装置6用于带动铺粉装置进行升降作业。成形工作台升降装置移动机构7用于带动成形工作台升降装置6水平移动。
所述熔化成形设备还包括铺粉装置4、两组粉料送进装置3和两组余粉回收装置5。所述铺粉装置4固定安装在所述成形工作台升降装置6上。铺粉装置用于将粉料均匀铺设。
两组所述粉料送进装置3对称设置在所述成形舱体的两侧。粉料送进装置3用于为铺粉装置4提供粉料。
两组所述余粉回收装置5对称设置在所述成形工作台升降装置6两侧。余粉回收装置5用于收集工件成形加工过程中，铺粉中多余的粉料。
所述成形舱***于所述支撑框上方，且两组所述支撑框的顶部对称安装在所述成形舱体的下表面上，所述成形舱体内开设有成形舱室1。
所述辅助舱室框架15位于所述支撑框上方，且两组所述支撑框的顶部对称安装在所述辅助舱室框架15的下表面上，所述成形舱体内开设有辅助舱室2。
示例性的，如图4和图5所示，所述成形舱体顶部安装有若干组激光打印器10，所述成形舱体远离辅助舱室框架15的一侧壁上设置有观察窗口11。
所述成形舱室1内设置有若干组气氛循环进气管组8和若干组气氛循环吸气管组9。若干组所述气氛循环进气管组8和若干组气氛循环吸气管组9之间为交错设置。气氛循环进气管组8和气氛循环吸气管组9用于在工件成形过程中形成空间循环，用以保证加工区域处成形保护气氛的持续合格稳定。
所述辅助舱室框架15设置在所述成形舱体一侧，所述辅助舱室框架15远离成形舱体的一侧壁上设置有舱门12，所述舱门12上设置有观察窗13，所述观察窗13下方设置有若干组密封手套14。
所述粉料送进装置3包括送粉箱盖板16、送粉箱体17和粉料分配器19。示例性的，如图6所示，所述送粉箱体17固定安装在所述成形舱体一侧，所述送粉箱体17顶部设置有开口，所述送粉箱盖板16固定安装在所述开口上。所述送粉箱体17内设置有储粉量检测器件。所述送粉箱体17底部为漏斗状结构，且所述送粉箱体17内设置有粉料18。所述粉料分配器19连通在所述送粉箱体17底部。所述粉料分配器19的输入端上电性连接有驱动组件21。
将粉料18储存在送粉箱体17内，当需要送料时，通过驱动组件21驱动粉料分配器19将送粉箱体17内的粉料18精确定量后，经重力作用进入下方的铺粉装置4中。采用上送粉方式，并通过设置在成形舱体两侧的两组粉料送进装置3供给成形加工粉料，实现双向铺粉的功能。使得铺粉行程显著缩短，铺粉所用时间急剧减少，从而极大地提高了大型金属零件的成形效率。
所述铺粉装置4包括铺粉装置框架26和铺粉刮板组件20。示例性的，如图7所示，所述铺粉装置框架26固定安装在所述成形工作台升降装置6上。所述铺粉装置框架26顶部为开放式结构，且位于所述粉料分配器19正下方。所述铺粉装置框架26内固定安装有驱动装置22，所述驱动装置22的输出端上传动连接有连接板23。所述铺粉装置框架26侧壁上设置有第一导轨组件24，所述第一导轨组件24内滑动连接有支撑横梁25，所述支撑横梁25一端固定安装在所述连接板23上。所述铺粉刮板组件20固定安装在所述支撑横梁25上。
驱动装置22通过连接板23驱动支撑横梁25带着铺粉刮板组件20在第一导轨组件24导向下做直线运动，进行铺粉。铺粉刮板组件20移动速度和位置连续可调，其极限位置设置检测开关，确保行程范围。
所述余粉回收装置5包括粉料收集漏斗27、储料箱28和回转阀装置29。示例性的，如图8所示，所述粉料收集漏斗27固定安装在所述成形工作台升降装置6一侧，且所述粉料收集漏斗27顶部的高度要低于所述铺粉装置框架26的顶部。所述储料箱28通过一组连接管连通在所述粉料收集漏斗27下方，所述回转阀装置29设置在所述储料箱28的出料端上。
成形工作完成后，剩余的粉料18会进入粉料收集漏斗27内，然后再由粉料收集漏斗27进入储料箱28中用以储存。当需要取出粉料18时，只需打开回转阀装置29的控制***，将粉料18排出即可。降低了粉料18的浪费。
所述成形工作台升降装置6包括成形工作台30、升降滑枕31、成形密封箱体32、升降滑枕支座33、传动丝杠组件35和减速器组件36。示例性的，如图9所示，所述铺粉装置框架26固定安装在所述升降滑枕支座33上；所述升降滑枕支座33两侧突出部对称安装在所述成形工作台升降装置移动机构7的滑动部上。所述升降滑枕支座33顶部安装有成形密封箱体32，且所述升降滑枕支座33的内腔与所述成形密封箱体32的内腔连通。所述减速器组件36安装在所述升降滑枕支座33底部，所述传动丝杠组件35一端传动连接在所述减速器组件36的输出端上，且另一端与所述升降滑枕31固定连接，所述升降滑枕31另一端与所述成形工作台30固定连接。所述升降滑枕支座33的两侧内壁上对称安装有若干组第二导轨组件34，所述第二导轨组件34内滑动连接有滑块，所述滑块另一端安装在所述升降滑枕31的侧壁上。
所述传动丝杠组件35上固定安装有编码器37；所述成形工作台30四周侧壁上均安装有密封组件和导向组件，且所述密封组件另一侧壁可完全贴合在所述成形密封箱体32的四周内壁上。
第二导轨组件34呈矩形对称布置，安装在升降滑枕31和升降滑枕支座33之间，对升降滑枕31的升降运动进行导向。传动丝杠组件35安装于升降滑枕31和升降滑枕支座33之间，升降运动负载为均载，升降运动采用重心驱动方式，承力作用点位于升降运动负载的对称中心(重心)，最大限度消除了导轨的不对称变形；减速器组件36安装于升降滑枕支座33上，驱动传动丝杠35组件带动升降滑枕31做升降运动；编码器37与传动丝杠35组件直接相连，可精确反应升降滑枕的位置。
成形工作台30升降运动采用重心驱动方式，并且由于第二导轨组件34呈矩形对称布置，进行运动导向，消除了零件成形过程中其高度变化产生的不对称变形，提高了成形工作台30升降运动的几何精度，进而提高金属零件的成形精度。
所述成形工作台升降装置移动机构7包括两组驱动组件41。示例性的，如图10和图11所示，所述左底座38和右底座39顶部对称设置有两组第三导轨组件40，两组所述驱动组件41分别传动连接在两组第三导轨组件40上，且两组所述驱动组件41分别安装在所述升降滑枕支座33两侧突出部上。
成形工作台升降装置6和左底座38以及右底座39之间安装导轨组件40以及驱动组件41，成形工作台升降装置6由驱动组件41驱动在导轨组件40的导向下移动，在成形工位和辅助工位之间切换位置。实现了自动切换工位的目的，无需手动切换，降低了劳动强度。
示例性的，如图12所示，所述气氛循环进气管组8一端连通在所述成形舱室1内，且所述气氛循环进气管组8上呈环形阵列分布有若干组喷嘴。
所述气氛循环吸气管组9包括吸气出口管组42、若干组终端吸气管组43和若干移动连接装置44。所述吸气出口管组42一端连通在所述成形舱室1内。若干组所述终端吸气管组43呈环形阵列分布在所述成形工作台30周围。若干组所述移动连接装置44分别连通在所述吸气出口管组42以及终端吸气管组43上。所述吸气出口管组42和终端吸气管组43可通过移动连接装置44活动连通。
通过交错设置的气氛循环进气管组8和气氛循环吸气管组9，使工件成形过程中惰性气体流动呈层流状态，保证加工区域处始终保持合格的成形保护气体，同时最大程度减少气体流动对成形加工过程中激光光束的干扰。解决了大幅面多激光打印器激光选区熔化成形设备成形过程中，进、出气管路在成形工作台两侧等高平行对称布置，多个激光打印器10加工时气氛相互干扰以及气氛循环能力不充分的问题。
优选的，将整个零件成形加工过程分为零件成形前准备、零件成形、零件成形后取出及余粉取出三道工序，并且分别在成形舱室1和辅助舱室2内完成。在成形舱室1内进行零件成形加工工序，在辅助舱室2完成零件成形前准备、零件成形后取出及余粉取出工序。解决了大型金属零件成形前基板的安装调整问题以及成形后零件在成形舱室难以取出的问题；在辅助工位利用辅助舱室2在相对密闭的情况下取出多余粉料，提升了取粉的便利性与安全性；通过辅助舱室2的采用，大大减小成形舱室的容积，显著加快成形舱室惰性气体的置换速度，使成形舱室1内部气体含氧量保持在一个相对更低水平，提高工件成形效率和成形精度。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种大幅面激光选区熔化成形设备，其特征在于：所述熔化成形设备包括成形舱体、铺粉装置(4)、两组粉料送进装置(3)、左底座(38)和右底座(39)；所述成形舱体内开设有成形舱室(1)和辅助舱室(2)，两组所述粉料送进装置(3)对称设置在所述成形舱体两侧；所述左底座(38)和右底座(39)的顶部分别安装有一组支撑框，所述成形舱体安装在两组所述支撑框上；
所述粉料送进装置(3)包括送粉箱盖板(16)、送粉箱体(17)和粉料分配器(19)；所述送粉箱体(17)固定安装在所述支撑框上，所述送粉箱体(17)顶部设置有开口，所述送粉箱盖板(16)固定安装在所述开口上；所述送粉箱体(17)内设置有储粉量检测器件；所述送粉箱体(17)底部为漏斗状结构；所述粉料分配器(19)连通在所述送粉箱体(17)底部；所述粉料分配器(19)的输入端上电性连接有驱动组件(21)；所述成形舱体顶部安装有若干组激光打印器(10)；
所述铺粉装置(4)的进料端位于所述粉料分配器(19)输出端的正下方；所述成形舱室(1)内连通有若干组气氛循环进气管组(8)和若干组气氛循环吸气管组(9)；若干组所述气氛循环进气管组(8)和若干组气氛循环吸气管组(9)之间为交错设置；
所述气氛循环进气管组(8)上呈环形阵列分布有若干组喷嘴；
所述气氛循环吸气管组(9)包括吸气出口管组(42)、若干组终端吸气管组(43)和若干移动连接装置(44)；所述吸气出口管组(42)一端连通在所述成形舱室(1)内；若干组所述终端吸气管组(43)呈环形阵列分布在成形工作台(30)周围；若干组所述移动连接装置(44)分别连通在所述吸气出口管组(42)以及终端吸气管组(43)上；所述吸气出口管组(42)和终端吸气管组(43)可通过移动连接装置(44)活动连通。
2.根据权利要求1所述的一种大幅面激光选区熔化成形设备，其特征在于：所述成形舱体一侧设置有辅助舱室框架(15)，所述辅助舱室框架(15)位于所述支撑框上方，且两组所述支撑框的顶部对称安装在所述辅助舱室框架(15)的下表面上。
3.根据权利要求2所述的一种大幅面激光选区熔化成形设备，其特征在于：所述辅助舱室框架(15)远离成形舱体的一侧壁上设置有舱门(12)，所述舱门(12)上设置有观察窗(13)，所述观察窗(13)下方设置有若干组密封手套(14)。
4.根据权利要求1所述的一种大幅面激光选区熔化成形设备，其特征在于：所述熔化成形设备还包括成形工作台升降装置移动机构(7)，所述成形工作台升降装置移动机构(7)包括两组驱动组件(41)；所述左底座(38)和右底座(39)顶部对称设置有两组第三导轨组件(40)，两组所述驱动组件(41)分别传动连接在两组第三导轨组件(40)上。
5.根据权利要求4所述的一种大幅面激光选区熔化成形设备，其特征在于：所述熔化成形设备还包括成形工作台升降装置(6)，所述成形工作台升降装置(6)包括成形工作台(30)、升降滑枕(31)、成形密封箱体(32)、升降滑枕支座(33)、传动丝杠组件(35)和减速器组件(36)；
所述升降滑枕支座(33)两侧突出部分别固定安装在两组所述驱动组件(41)上；所述升降滑枕支座(33)顶部安装有成形密封箱体(32)，且所述升降滑枕支座(33)的内腔与所述成形密封箱体(32)的内腔连通；所述减速器组件(36)安装在所述升降滑枕支座(33)底部，所述传动丝杠组件(35)一端传动连接在所述减速器组件(36)的输出端上，且另一端与所述升降滑枕(31)固定连接，所述升降滑枕(31)另一端与所述成形工作台(30)固定连接；所述升降滑枕支座(33)的两侧内壁上对称安装有若干组第二导轨组件(34)，所述第二导轨组件(34)内滑动连接有滑块，所述滑块另一端安装在所述升降滑枕(31)的侧壁上。
6.根据权利要求5所述的一种大幅面激光选区熔化成形设备，其特征在于：所述传动丝杠组件(35)上固定安装有编码器(37)；所述成形工作台(30)四周侧壁上均安装有密封组件和导向组件，且所述密封组件另一侧壁可完全贴合在所述成形密封箱体(32)的四周内壁上。
7.根据权利要求5所述的一种大幅面激光选区熔化成形设备，其特征在于：所述铺粉装置(4)包括铺粉装置框架(26)和铺粉刮板组件(20)；
所述铺粉装置框架(26)固定安装在所述升降滑枕支座(33)上；所述铺粉装置框架(26)顶部为开放式结构，且位于所述粉料分配器(19)正下方；所述铺粉装置框架(26)内固定安装有驱动装置(22)，所述驱动装置(22)的输出端上传动连接有连接板(23)；所述铺粉装置框架(26)侧壁上设置有第一导轨组件(24)，所述第一导轨组件(24)内滑动连接有支撑横梁(25)，所述支撑横梁(25)一端固定安装在所述连接板(23)上；所述铺粉刮板组件(20)固定安装在所述支撑横梁(25)上。
8.根据权利要求7所述的一种大幅面激光选区熔化成形设备，其特征在于：所述熔化成形设备还包括两组余粉回收装置(5)，两组所述余粉回收装置(5)对称设置在所述铺粉装置框架(26)两侧；
所述余粉回收装置(5)包括粉料收集漏斗(27)、储料箱(28)和回转阀装置(29)；所述粉料收集漏斗(27)固定安装在所述成形工作台升降装置(6)上，且所述粉料收集漏斗(27)顶部的高度要低于所述铺粉装置框架(26)的顶部；所述储料箱(28)通过一组连接管连通在所述粉料收集漏斗(27)下方，所述回转阀装置(29)设置在所述储料箱(28)的出料端上。
CN202110578285.7A 2021-05-26 2021-05-26 一种大幅面激光选区熔化成形设备 Active CN113305302B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110578285.7A CN113305302B (zh) 2021-05-26 2021-05-26 一种大幅面激光选区熔化成形设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110578285.7A CN113305302B (zh) 2021-05-26 2021-05-26 一种大幅面激光选区熔化成形设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113305302A CN113305302A (zh) 2021-08-27
CN113305302B true CN113305302B (zh) 2022-11-11

Family

ID=77375006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110578285.7A Active CN113305302B (zh) 2021-05-26 2021-05-26 一种大幅面激光选区熔化成形设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113305302B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115178754B (zh) * 2022-09-07 2023-05-05 南通如东依航电子研发有限公司 一种金属材料的增材制造方法及增材制造装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101856724B (zh) * 2010-06-13 2012-07-18 华南理工大学 医用镁合金金属零件的选区激光熔化成型装置及方法
CN102266942B (zh) * 2011-07-15 2013-06-05 华中科技大学 直接制造大型零部件的选区激光熔化快速成型设备
CN104001915B (zh) * 2014-05-22 2016-07-27 上海电气（集团）总公司 一种高能束增材制造大尺寸金属零部件的设备及其控制方法
CN205032730U (zh) * 2015-10-14 2016-02-17 哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司 具有多功能循环气流的激光熔化成形除尘***
CN105921747B (zh) * 2016-06-25 2018-03-30 成都雍熙聚材科技有限公司 用于3d打印设备成形气氛的气体循环净化装置
CN109807328B (zh) * 2017-11-20 2021-06-22 大族激光科技产业集团股份有限公司 选择性激光熔化***、气体循环装置和打印方法
CN108326522A (zh) * 2018-04-18 2018-07-27 西安增材制造国家研究院有限公司 一种增减材复合制造方法及***
CN108555300A (zh) * 2018-06-29 2018-09-21 清华大学 易蒸发金属激光选区熔化气氛控制装置
CN109365815B (zh) * 2018-12-24 2021-06-08 中国航空制造技术研究院 一种激光选区熔化成形设备
CN209502973U (zh) * 2018-12-29 2019-10-18 南京中科煜宸激光技术有限公司 一种激光选区熔化设备
CN109693376B (zh) * 2019-01-31 2023-05-09 苏州西帝摩三维打印科技有限公司 增材制造双向铺粉装置
CN110181046B (zh) * 2019-04-22 2021-02-23 昆明理工大学 一种消除激光近净成形工艺飞溅和烟尘的装置
CN209986230U (zh) * 2019-05-15 2020-01-24 湖南云箭集团有限公司 一种用于金属增材制造设备气氛的调节装置
CN111940728B (zh) * 2019-05-17 2023-08-25 天津斯沃姆科技发展有限公司 一种增材制造激光成型设备及方法
US11718025B2 (en) * 2019-09-06 2023-08-08 Jeol Ltd. Additive manufacturing machine

Also Published As

Publication number Publication date
CN113305302A (zh) 2021-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107520445B (zh) 高效大型选择性激光熔化成形装置
CN109365815B (zh) 一种激光选区熔化成形设备
CN113305302B (zh) 一种大幅面激光选区熔化成形设备
CN102756210A (zh) 太阳能平板集热器激光焊接设备
WO2022016689A1 (zh) 一种双粉快速切换型选择性激光熔融设备
CN103559999A (zh) 一种变压器铁心自动垫片机器人装置
CN105081567A (zh) 用于选择性激光熔化的烟尘处理装置
CN211643860U (zh) 一种板材自动上料机械手
WO2024001390A1 (zh) 带钢连续生产线及其带钢切割方法和装置
CN110202138B (zh) 一种自动上下料的金属增材制造***
CN206084158U (zh) 一种全自动金属薄板激光切割雕刻设备
CN107838560A (zh) 一种废片光伏板的切割装置
CN112643052A (zh) 激光成形技术的型板设备及激光成形技术的型板方法
CN112453704A (zh) 一种基于自动铺粉的大厚度钛合金窄间隙激光焊接装置与方法
CN218396433U (zh) 一种4680圆柱电芯集流盘激光焊接设备
CN208575843U (zh) 具有多个双臂式机械手上下料的生产线
CN106799537B (zh) 钢板真空复合电子束焊接设备
CN214602646U (zh) 一种多功能的激光切割机床身
CN213764629U (zh) 龙门焊接装置
CN108891804B (zh) 干熄焦罐车罐体的封盖装置
CN210360076U (zh) 机车油箱箱盖焊接变位装置
CN219850379U (zh) 数码印花预处理涂层机
CN218964356U (zh) 一种激光焊接专用限位机构
CN113263190A (zh) 用于slm设备的同导轨双驱动***
CN219620145U (zh) 物料支撑装置及反应设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant