CN204470603U - 一种粉缸功能互换快速成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种粉缸功能互换快速成型装置，由激光器、激光扩束镜、振镜、工作缸、铺粉辊等组成，其中的工作缸由沿横向依次并排设置的左回收缸、左缸、右缸和右回收缸组成，在左缸和右缸内分别设置有可升降的供粉/制作板，在成型装置上设置有一个可操控振镜位至左缸或右缸上方的振镜横向移动导轨，激光器发出的光束经振镜后可分别照射在左缸或右缸的指定位置处。本实用新型通过振镜横向移动导轨的设置，形成了振镜在振镜横向移动导轨上运动到左边和右边的两条控制路线，将左缸、右缸功能进行互换，这样便可避免当供粉缸粉料不足时将成型缸粉料清理至供粉缸的次数，不仅减少了工作量，也有效避免了粉料清理时造成的粉料污染和环境污染。

Description

一种粉缸功能互换快速成型装置

技术领域

本实用新型属于快速成型制造设备技术领域，具体涉及一种快速成型设备中实现粉缸功能互换的装置，该装置可用于选区激光烧结和选区激光熔化等快速成型工艺。

背景技术

现有技术中，以粉料为原料制造三维物体的SLS快速成型设备采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层通过层层叠加在生成所需形状的零件。传统的SLS快速成型装置主要由供粉缸、成型缸和铺粉滚筒组成，工作时当供粉缸内粉末上升一个层厚高度后，由铺粉滚筒带动粉末由供粉缸运动到成型缸，将粉末在成型缸平面上均匀铺上一层，再利用计算机根据切片模型控制激光束的二维扫描轨迹有选择地烧结固体粉末，以形成零件的一个层面；粉末完成一层后，成型缸下降一个层厚，铺粉滚筒再从成型缸运动到供粉缸，如此这样循环往复，层层叠加，直到工件成型。

然而传统设备在实际应用中也存在有一个较大不足，即在利用其加工一系列工件后，供粉缸内的粉会越来越少，而此时成型缸却又集有大量的粉，当供粉缸的粉用尽或不足以加工下一个零件时，这时就需要停止工作，通过手动将成型缸内的粉取出回加入供粉缸。上述问题几乎是目前公知的各种传统选择性激光烧结装置不可避免的，特别是针对于大型的快速成型设备而言，成型缸中大量的粉末转移至供粉缸会浪费大量时间，并且会使粉末在换粉过程中造成激光振镜污染，同时粉尘大量扩散亦会对环境造成污染，对操作者的健康也有不利影响，因此目前在快速成型加工技术领域中亟需要研发出一种能够减少换粉甚至避免换粉过程的快速成型装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，通过在原有快速成型装置的改进，提供一种可实现减少换粉工作量，同时减少污染的粉缸功能互换快速成型装置。

为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的粉缸功能互换快速成型装置包括由激光器、激光扩束镜、振镜、工作缸、铺粉辊、计算机及电机组成的成型装置，其中，所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸、左缸、右缸和右回收缸组成，在左缸和右缸内分别设置有由计算机及电机驱动的可升降的供粉/制作板，铺粉辊可在计算机及电机驱动下沿左缸及右缸表面做横向往复移动，在成型装置上设置有一个可操控振镜位至左缸或右缸上方的振镜横向移动导轨，激光器发出的光束经激光扩束镜和振镜后可分别照射在左缸或右缸的指定位置处。

上述粉缸功能互换快速成型装置中，振镜横向移动导轨设置在工作缸上方，振镜可在计算机及电机控制下沿振镜横向移动导轨做横向移动。

本实用新型通过振镜横向移动导轨的设置，形成了振镜由计算机及电机操控在振镜横向移动导轨上运动到左边和右边的两条控制路线，进而形成振镜位于左缸上方或右缸上方的两种不同的工作状态。当装置处在第一种工作状态时，振镜沿移动导轨移动到左缸上方固定位置处，此时左缸为成型缸，右缸为供粉缸，由铺粉辊将右缸(供粉缸)内的粉料一层层地铺送至左缸(成型缸)，左缸(成型缸)上方的振镜将激光分别反射至各层左缸粉面进行轮廓烧结,其工作原理与传统SLS成型机工作过程一致。随着多个零件的加工成型，左缸的粉料积累的越来越多，而右缸粉料越来越少，当右缸粉料不足以加工下一个零件时，此时就可考虑将左缸的粉料转移至右缸，即通过人工选择第二条控制线路使装置处在第二种工作状态，将左缸和右缸的功能互换。具体方法是使振镜沿振镜横向移动导轨移动至右缸上方固定位置处，此时右缸作为成型缸，左缸作为供粉缸，由铺粉辊将左缸(供粉缸)内的粉料一层层地铺送至右缸(成型缸)，振镜根据零件各层截面轮廓，将激光反射并选择性烧结右缸(成型缸)粉料，其成型原理与传统SLS成型机工作原理一致。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：装置简单，只需在传统装置基础上添加一条控制线路就将左缸、右缸功能进行互换，使二者互为供粉缸和成型缸，这样便可避免当供粉缸粉料不足时将成型缸粉料清理至供粉缸的次数，不仅减少了工作量，节约加工时间，也有效避免了粉料清理时造成的粉料污染和环境污染，减少了对操作人员的身体伤害。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构原理示意图。

图2为本实用新型装置处在第二种工作状态时的示意图。

图3是本实用新型另一个实施例的结构原理示意图。

图中各数字标号的名称分别是：1－激光器，2－振镜，3－振镜横向移动导轨，4－左缸,5－右缸，6－左回收缸，7－铺粉辊，8－激光扩束镜，9－右回收缸。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际应用形式并不仅限于此。

本实用新型的一种实施例结构如图1、图2所示，该粉缸功能互换快速成型装置由激光器1、激光扩束镜8、振镜2、振镜横向移动导轨3、工作缸、铺粉辊7、计算机及电机等组成。其中：工作缸由自做沿横向等高依次并排设置的左回收缸6、左缸4、右缸5和右回收缸9组成，在左缸4和右缸5内均设置有由计算机及电机驱动的可升降的供粉/制作板。铺粉辊7可在计算机及电机驱动下沿左缸4及右缸5表面做横向往复移动，铺粉辊7的运动控制由控制线路控制，在铺粉工作开始时，不同的工作模式下，铺粉辊都由供粉缸运动至成型缸，而后返回供粉缸。激光器1发出激光束后经激光扩束镜8扩束后传递给振镜2，振镜横向移动导轨3设置在工作缸上方，振镜2可在计算机及电机控制下沿振镜横向移动导轨3做横向移动，振镜2将激光束偏转后通过聚焦镜(图中未画出)将光束聚焦，振镜2和聚焦镜同时在振镜移动导轨3上移动，相对位置不变。

本实用新型具有两条控制线路(控制线路的选择由人工根据所加工零件的尺寸大小及粉缸粉量的多少决定)，分别决定装置两种不同的工作状态，它们各自的工作过程如下所述。

当装置处于振镜位于左缸上方的第一种工作状态时，振镜2沿振镜横向移动导轨3移动至左缸4上方固定位置处，此时左缸4为成型缸，右缸5为供粉缸；右缸5上升一定距离，左缸4下降一个层厚，铺粉辊7将右缸5中的粉料推移至左缸4，并在左缸4将粉料铺平铺实，多余的粉料推移至左回收缸6，根据零件各层截面信息，振镜2进行相应的偏转，将激光反射至左缸4粉面，将该层轮廓烧结成型，该层烧结完成后，左缸4下降一个层厚，右缸5上升一定距离，如此循环往复，直至完整零件的成型。

随着多个零件的加工成型，左缸4的粉料积累的越来越多，右缸5粉料越来越少，当右缸5内粉料不足以加工下一个零件时，就需要将左缸4的粉料转移至右缸。这时就可以通过人工选用第二条控制线路，使装置处在振镜位于右缸5上方的第二种工作状态下(如图2所示)，聚焦镜跟随振镜2沿振镜横向移动导轨3移动至右缸5上方固定位置处，此时右缸5作为成型缸，左缸4作为供粉缸，左缸4上升一定距离，右缸5下降一个层厚，铺粉辊7将左缸4的粉料推移至右缸5，多余的粉料推移至回收缸6，振镜2根据零件各层截面轮廓，将激光反射，选择性烧结右缸5粉料，该层烧结完成后，右缸5下降一个层厚，左缸4上升一定距离，如此循环往复，直至完整零件的成型，其成型原理与传统SLS成型机工作原理一致。

图3是本实用新型另一种实施结构的原理图。该实施例采用双激光器1、双振镜2、双扩束镜8的结构，与图1-2所示实施例不同之处就是该实施例没有图1-2所示实施例中的振镜横向移动导轨3，振镜2不可进行移动，两个振镜2分别固定在左缸4、右缸5上方一定距离处，当第一种工作状态时时，左侧激光器启动，右侧激光器关闭，其后续工作过程与图1-2所示实施例相同，当第二种工作状态时，右侧激光器启动，左侧激光器关闭，其后续工作过程亦与图1-2所示实施例相同。

Claims (2)

1.一种粉缸功能互换快速成型装置，包括由激光器(1)、激光扩束镜(8)、振镜(2)、工作缸、铺粉辊(7)、计算机及电机组成的成型装置，其特征在于：所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸(6)、左缸(4)、右缸(5)和右回收缸(9)组成，在左缸(4)和右缸(5)内分别设置有由计算机及电机驱动的可升降的供粉/制作板，铺粉辊(7)可在计算机及电机驱动下沿左缸(4)及右缸(5)表面做横向往复移动，在成型装置上设置有一个可操控振镜(2)位至左缸(4)或右缸(5)上方的振镜横向移动导轨(3)，激光器(1)发出的光束经激光扩束镜(8)和振镜(2)后可分别照射在左缸(4)或右缸(5)的指定位置处。

2.根据权利要求1所述的粉缸功能互换快速成型装置，其特征在于：所述的振镜横向移动导轨(3)设置在工作缸上方，所述的振镜(2)可在计算机及电机控制下沿振镜横向移动导轨(3)做横向移动。