一種粉缸功能互換快速成型裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于快速成型制造設備技術領域，具體涉及一種快速成型設備中實現粉缸功能互換的裝置，該裝置可用于選區激光燒結和選區激光熔化等快速成型工藝。
【背景技術】
[0002]現有技術中，以粉料為原料制造三維物體的SLS快速成型設備采用激光有選擇地分層燒結固體粉末，并使燒結成型的固化層通過層層疊加在生成所需形狀的零件。傳統的SLS快速成型裝置主要由供粉缸、成型缸和鋪粉滾筒組成，工作時當供粉缸內粉末上升一個層厚高度后，由鋪粉滾筒帶動粉末由供粉缸運動到成型缸，將粉末在成型缸平面上均勻鋪上一層，再利用計算機根據切片模型控制激光束的二維掃描軌跡有選擇地燒結固體粉末，以形成零件的一個層面；粉末完成一層后，成型缸下降一個層厚，鋪粉滾筒再從成型缸運動到供粉缸，如此這樣循環往復，層層疊加，直到工件成型。
[0003]然而傳統設備在實際應用中也存在有一個較大不足，即在利用其加工一系列工件后，供粉缸內的粉會越來越少，而此時成型缸卻又集有大量的粉，當供粉缸的粉用盡或不足以加工下一個零件時，這時就需要停止工作，通過手動將成型缸內的粉取出回加入供粉缸。上述問題幾乎是目前公知的各種傳統選擇性激光燒結裝置不可避免的，特別是針對于大型的快速成型設備而言，成型缸中大量的粉末轉移至供粉缸會浪費大量時間，并且會使粉末在換粉過程中造成激光振鏡污染，同時粉塵大量擴散亦會對環境造成污染，對操作者的健康也有不利影響，因此目前在快速成型加工技術領域中亟需要研發出一種能夠減少換粉甚至避免換粉過程的快速成型裝置。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現有技術存在的不足，通過在原有快速成型裝置的改進，提供一種可實現減少換粉工作量，同時減少污染的粉缸功能互換快速成型裝置。
[0005]為實現上述發明目的而采用的技術解決方案是這樣的:所提供的粉缸功能互換快速成型裝置包括由激光器、激光擴束鏡、振鏡、工作缸、鋪粉輥、計算機及電機組成的成型裝置，其中，所述的工作缸由沿橫向依次等高并排設置的左回收缸、左缸、右缸和右回收缸組成，在左缸和右缸內分別設置有由計算機及電機驅動的可升降的供粉/制作板，鋪粉輥可在計算機及電機驅動下沿左缸及右缸表面做橫向往復移動，在成型裝置上設置有一個可操控振鏡位至左缸或右缸上方的振鏡橫向移動導軌，激光器發出的光束經激光擴束鏡和振鏡后可分別照射在左缸或右缸的指定位置處。
[0006]上述粉缸功能互換快速成型裝置中，振鏡橫向移動導軌設置在工作缸上方，振鏡可在計算機及電機控制下沿振鏡橫向移動導軌做橫向移動。
[0007]本實用新型通過振鏡橫向移動導軌的設置，形成了振鏡由計算機及電機操控在振鏡橫向移動導軌上運動到左邊和右邊的兩條控制路線，進而形成振鏡位于左缸上方或右缸上方的兩種不同的工作狀態。當裝置處在第一種工作狀態時，振鏡沿移動導軌移動到左缸上方固定位置處，此時左缸為成型缸，右缸為供粉缸，由鋪粉輥將右缸(供粉缸)內的粉料一層層地鋪送至左缸(成型缸)，左缸(成型缸)上方的振鏡將激光分別反射至各層左缸粉面進行輪廓燒結，其工作原理與傳統SLS成型機工作過程一致。隨著多個零件的加工成型，左缸的粉料積累的越來越多，而右缸粉料越來越少，當右缸粉料不足以加工下一個零件時，此時就可考慮將左缸的粉料轉移至右缸，即通過人工選擇第二條控制線路使裝置處在第二種工作狀態，將左缸和右缸的功能互換。具體方法是使振鏡沿振鏡橫向移動導軌移動至右缸上方固定位置處，此時右缸作為成型缸，左缸作為供粉缸，由鋪粉輥將左缸(供粉缸)內的粉料一層層地鋪送至右缸(成型缸)，振鏡根據零件各層截面輪廓，將激光反射并選擇性燒結右缸(成型缸)粉料，其成型原理與傳統SLS成型機工作原理一致。
[0008]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:裝置簡單，只需在傳統裝置基礎上添加一條控制線路就將左缸、右缸功能進行互換，使二者互為供粉缸和成型缸，這樣便可避免當供粉缸粉料不足時將成型缸粉料清理至供粉缸的次數，不僅減少了工作量，節約加工時間，也有效避免了粉料清理時造成的粉料污染和環境污染，減少了對操作人員的身體傷害。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型一個實施例的結構原理示意圖。
[0010]圖2為本實用新型裝置處在第二種工作狀態時的示意圖。
[0011]圖3是本實用新型另一個實施例的結構原理示意圖。
[0012]圖中各數字標號的名稱分別是:1 一激光器，2 —振鏡，3 —振鏡橫向移動導軌，4 一左缸，5 —右缸，6 —左回收缸，7 —鋪粉輥，8 —激光擴束鏡，9 一右回收缸。
【具體實施方式】
[0013]以下將結合附圖及實施例對本【實用新型內容】做進一步說明，但本實用新型的實際應用形式并不僅限于此。
[0014]本實用新型的一種實施例結構如圖1、圖2所示，該粉缸功能互換快速成型裝置由激光器1、激光擴束鏡8、振鏡2、振鏡橫向移動導軌3、工作缸、鋪粉輥7、計算機及電機等組成。其中:工作缸由自做沿橫向等高依次并排設置的左回收缸6、左缸4、右缸5和右回收缸9組成，在左缸4和右缸5內均設置有由計算機及電機驅動的可升降的供粉/制作板。鋪粉輥7可在計算機及電機驅動下沿左缸4及右缸5表面做橫向往復移動，鋪粉輥7的運動控制由控制線路控制，在鋪粉工作開始時，不同的工作模式下，鋪粉輥都由供粉缸運動至成型缸，而后返回供粉缸。激光器I發出激光束后經激光擴束鏡8擴束后傳遞給振鏡2，振鏡橫向移動導軌3設置在工作缸上方，振鏡2可在計算機及電機控制下沿振鏡橫向移動導軌3做橫向移動，振鏡2將激光束偏轉后通過聚焦鏡(圖中未畫出)將光束聚焦，振鏡2和聚焦鏡同時在振鏡移動導軌3上移動，相對位置不變。
[0015]本實用新型具有兩條控制線路(控制線路的選擇由人工根據所加工零件的尺寸大小及粉缸粉量的多少決定)，分別決定裝置兩種不同的工作狀態，它們各自的工作過程如下所述。
[0016]當裝置處于振鏡位于左缸上方的第一種工作狀態時，振鏡2沿振鏡橫向移動導軌3移動至左缸4上方固定位置處，此時左缸4為成型缸，右缸5為供粉缸；右缸5上升一定距離，左缸4下降一個層厚，鋪粉輥7將右缸5中的粉料推移至左缸4，并在左缸4將粉料鋪平鋪實，多余的粉料推移至左回收缸6，根據零件各層截面信息，振鏡2進行相應的偏轉，將激光反射至左缸4粉面，將該層輪廓燒結成型，該層燒結完成后，左缸4下降一個層厚，右缸5上升一定距離，如此循環往復，直至完整零件的成型。
[0017]隨著多個零件的加工成型，左缸4的粉料積累的越來越多，右缸5粉料越來越少，當右缸5內粉料不足以加工下一個零件時，就需要將左缸4的粉料轉移至右缸。這時就可以通過人工選用第二條控制線路，使裝置處在振鏡位于右缸5上方的第二種工作狀態下(如圖2所示)，聚焦鏡跟隨振鏡2沿振鏡橫向移動導軌3移動至右缸5上方固定位置處，此時右缸5作為成型缸，左缸4作為供粉缸，左缸4上升一定距離，右缸5下降一個層厚，鋪粉輥7將左缸4的粉料推移至右缸5，多余的粉料推移至回收缸6，振鏡2根據零件各層截面輪廓，將激光反射，選擇性燒結右缸5粉料，該層燒結完成后，右缸5下降一個層厚，左缸4上升一定距離，如此循環往復，直至完整零件的成型，其成型原理與傳統SLS成型機工作原理一致。
[0018]圖3是本實用新型另一種實施結構的原理圖。該實施例采用雙激光器1、雙振鏡
2、雙擴束鏡8的結構，與圖1-2所示實施例不同之處就是該實施例沒有圖1-2所示實施例中的振鏡橫向移動導軌3，振鏡2不可進行移動，兩個振鏡2分別固定在左缸4、右缸5上方一定距離處，當第一種工作狀態時時，左側激光器啟動，右側激光器關閉，其后續工作過程與圖1-2所示實施例相同，當第二種工作狀態時，右側激光器啟動，左側激光器關閉，其后續工作過程亦與圖1-2所示實施例相同。
【主權項】
1.一種粉缸功能互換快速成型裝置，包括由激光器(I)、激光擴束鏡(8)、振鏡(2)、工作缸、鋪粉輥(7)、計算機及電機組成的成型裝置，其特征在于:所述的工作缸由沿橫向依次等高并排設置的左回收缸(6)、左缸(4)、右缸(5)和右回收缸(9)組成，在左缸⑷和右缸(5)內分別設置有由計算機及電機驅動的可升降的供粉/制作板，鋪粉輥(7)可在計算機及電機驅動下沿左缸(4)及右缸(5)表面做橫向往復移動，在成型裝置上設置有一個可操控振鏡(2)位至左缸(4)或右缸(5)上方的振鏡橫向移動導軌(3)，激光器(I)發出的光束經激光擴束鏡(8)和振鏡(2)后可分別照射在左缸(4)或右缸(5)的指定位置處。
2.根據權利要求1所述的粉缸功能互換快速成型裝置，其特征在于:所述的振鏡橫向移動導軌(3)設置在工作缸上方，所述的振鏡(2)可在計算機及電機控制下沿振鏡橫向移動導軌⑶做橫向移動。
【專利摘要】本實用新型涉及一種粉缸功能互換快速成型裝置，由激光器、激光擴束鏡、振鏡、工作缸、鋪粉輥等組成，其中的工作缸由沿橫向依次并排設置的左回收缸、左缸、右缸和右回收缸組成，在左缸和右缸內分別設置有可升降的供粉/制作板，在成型裝置上設置有一個可操控振鏡位至左缸或右缸上方的振鏡橫向移動導軌，激光器發出的光束經振鏡后可分別照射在左缸或右缸的指定位置處。本實用新型通過振鏡橫向移動導軌的設置，形成了振鏡在振鏡橫向移動導軌上運動到左邊和右邊的兩條控制路線，將左缸、右缸功能進行互換，這樣便可避免當供粉缸粉料不足時將成型缸粉料清理至供粉缸的次數，不僅減少了工作量，也有效避免了粉料清理時造成的粉料污染和環境污染。
【IPC分類】B22F3-105
【公開號】CN204470603
【申請號】CN201520139807
【發明人】宗學文, 寧楠, 張傳偉
【申請人】西安科技大學
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年3月12日