一种能够进行超声波检测的SLM3D打印机的制作方法

本发明涉及slm3d打印领域，尤其涉及一种能够进行超声波检测的slm3d打印机。

背景技术：

随着科技的高速发展，slm（selectivelasermelting选择性激光熔化）3d打印技术已经是一个趋于成熟化的技术了，能适用于各种复杂形状结构的零件成型。

现有的slm3d打印设备大多都包括成型平台，刮料装置、进料装置、气体调节装置和激光扫射器，通过激光扫射器按照特定的轨迹对一层金属粉末进行选择性激光熔化，使其形成一层金属片体，如此逐层的叠加直至产品打印完成，采用上述设备进行打印，存在一定的缺陷，激光熔化的过程中可能会出现孔隙的情况，在产品打印完成后也没办法对孔隙进行处理，导致成型后的产品性能一般。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够进行超声波检测的slm3d打印机，设置超声波检测装置，并且将超声波检测的超声波活动装置和激光扫射器的激光活动装置设置成一体，并套接在检测转轴上，进而可以实现超声波检测和激光扫射状态的转化，能够在成型一层产品后对可能出现的孔隙进行检测，并通过激光再次扫射消除孔隙，极大的提高了成型后产品的性能。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种能够进行超声波检测的slm3d打印机，包括成型箱、成型箱内通过成型升降气缸设置的成型平台、成型箱侧面设置的进料装置、气体调节装置和刮料装置，所述的成型箱的上部设置有扫射检测机构，所述的扫射检测机构包括贯穿成型箱上部的检测转轴，所述的检测转轴配合有检测转动电机，且检测转轴位于成型箱内部的部位套接有由激光活动装置和超声波活动装置组成一体检测块，且激光活动装置的外侧设置有竖直走向的激光发射器，超声波活动装置的外侧设置有竖直走向的超声波探头，所述的检测转动电机、激光活动装置、超声波活动装置、激光发射器和超声波探头连接到控制器。

优选的，所述的检测块被检测转轴穿过的两侧与成型箱密封配合，其他两侧通过检测密封弹簧连接有与成型箱密封的检测密封块，且检测密封块和检测块之间设置有检测密封布套，且检测密封布套内填充有空气。

优选的，所述的刮料装置包括设置在成型箱外侧的第一刮料气缸，所述的第一刮料气缸连接有刮料活动块，所述的刮料活动块上设置有与第一刮料气缸平行的第二刮料气缸，所述的第二刮料气缸连接有可穿入到刮料箱内的刮料块，所述的刮料块的上部设置嵌入有光束感应屏，所述的超声波探头外侧固连有光束发射器，且光束感应屏能够感应光束发射器发出的光束，所述的光束感应屏和光束发射器连接到控制器。

优选的，所述的刮料块的穿入到成型箱内的一侧下部为向内下倾斜的斜面，所述的成型箱侧面开设有与刮料块配合的出料口，且成型箱位于出料口的外侧设置有进出料框，所述的进出料框内通过水平走向的出料弹簧连接有与出料口密封配合的出料密封块，且出料密封块上设置有与刮料块配合的压力感应器，所述的压力感应器连接到控制器。

优选的，所述的成型箱位于出料口同侧的上方开设有进料口，所述的进料装置包括设置在进出料框内的进出隔板，且进出隔板位于进料口与出料口之间，所述的进出隔板上设置有竖直走向的进料气缸，所述的进料气缸的上部连接有与进出料框密封配合的进料斜板，所述的进料气缸连接到控制器。

优选的，所述的成型平台上开设有卸料孔，所述的成型箱的底部设置有与卸料孔配合的卸料装置，所述的卸料装置包括设置在卸料箱底部的卸料气缸，所述的卸料气缸上设置有卸料升降座，所述的卸料升降座上设置有与卸料孔插套配合的卸料顶杆，所述的卸料气缸连接到控制器。

优选的，所述的卸料升降座位上部开口的腔体块，所述的卸料升降座内设置有限位电机，所述的限位电机的上部连接有超出卸料升降座的限位转块，所述的卸料顶杆设置在限位转块上，所述的限位电机连接到控制器。

优选的，所述的卸料升降座的上表面开设有内凹且为圆形的限位转动槽，所述的限位转块下方嵌入有与限位转动槽配合的限位转动球。

附图说明

图1为一种能够进行超声波检测的slm3d打印机的结构示意图。

图2为扫射检测机构的结构示意图。

图3为图2中a-a的剖视图。

图4为刮料装置的结构示意图。

图5为进料装置与出料部分的结构示意图。

图6为卸料装置的结构示意图。

图7为卸料升降座部分的结构示意图。

图中所示文字表示为：1、成型箱；2、成型升降气缸；3、成型平台；4、扫射检测机构；5、进料装置；6、气体调节机构；7、刮料装置；8、卸料装置；11、检测转动电机；12、检测转轴；13、激光活动装置；14、超声波活动装置；15、激光发射器；16、超声波探头；17、光束发射器；18；检测密封弹簧；19、检测密封块；20、检测密封布套；21、第一刮料气缸；22、刮料活动块；23、第二刮料气缸；24、刮料块；25、光束感应屏；31、进出料框；32、出料弹簧；33、出料密封块；34、进出隔板；35、进料气缸；36、进料斜板；37、进料口；41、卸料气缸；42、卸料升降座；43、卸料顶杆；44、限位电机；45、限位转块；46、限位转动槽；47、限位转动球。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-2所示，本发明具体结构为：一种能够进行超声波检测的slm3d打印机，包括成型箱1、成型箱1内通过成型升降气缸2设置的成型平台3、成型箱侧面设置的进料装置5、气体调节装置6和刮料装置7，所述的成型箱1的上部设置有扫射检测机构4，所述的扫射检测机构4包括贯穿成型箱1上部的检测转轴12，所述的检测转轴12配合有检测转动电机11，且检测转轴12位于成型箱1内部的部位套接有由激光活动装置13和超声波活动装置14组成一体检测块，且激光活动装置13的外侧设置有竖直走向的激光发射器15，超声波活动装置14的外侧设置有竖直走向的超声波探头16，所述的检测转动电机11、激光活动装置13、超声波活动装置14、激光发射器15和超声波探头16连接到控制器。

首先调整好成型平台3的位置，之后通过进料装置5进行进料，之后再通过刮料装置7将金属粉末刮平，然后通过气体调节装置6调节好成型箱1内的氧气含量，之后通过检测转动电机11带动检测块转动，使激光发射器15向下，之后再通过控制器设定好激光活动装置13的运行轨迹，并同时启动激光发射器15，使激光发射器15沿着设定的轨迹发射激光，使其扫射到的金属粉末发射熔化，进而实现一层金属的成型，之后通过刮料装置进行刮料处理，之后通过检测转动电机11带动检测块转动，使超声波探头16向下，然后通过控制器控制超声波活动装置14的运行轨迹与激光活动装置13的运行轨迹一致，同时启动超声波探头16，通过超声波探头检测此层成型的金属中是否有孔隙，如有孔隙并记录孔隙的位置，然后通过检测转动电机带动检测块再次转动180度，然后通过激光活动装置带动激光发射器移动到有孔隙部位的上方，再次发射激光，使有孔隙的部分重新熔化再次成型，之后再对此部位进行超声波检测，直至检测无孔隙位置，之后进行下一层金属粉末的成型。

可以实现超声波检测和激光扫射状态的转化，能够在成型一层产品后对可能出现的孔隙进行检测，并通过激光再次扫射消除孔隙，极大的提高了成型后产品的性能。

如图3所示，所述的检测块被检测转轴12穿过的两侧与成型箱1密封配合，其他两侧通过检测密封弹簧18连接有与成型箱1密封的检测密封块19，且检测密封块19和检测块之间设置有检测密封布套20，且检测密封布套20内填充有空气。

在检测块转动完成后，检测密封块19与成型箱实现密封，同时检测密封布套由于期内充有空气，也会使其贴紧成型箱内壁，完成基本密封的状态，不会影响到空气调节装置对含氧量的调节。

如图2和4所示，所述的刮料装置7包括设置在成型箱1外侧的第一刮料气缸21，所述的第一刮料气缸21连接有刮料活动块22，所述的刮料活动块22上设置有与第一刮料气缸21平行的第二刮料气缸23，所述的第二刮料气缸23连接有可穿入到刮料箱1内的刮料块24，所述的刮料块24的上部设置嵌入有光束感应屏25，所述的超声波探头16外侧固连有光束发射器17，且光束感应屏25能够感应光束发射器17发出的光束，所述的光束感应屏25和光束发射器17连接到控制器。

在需要刮料时，第一刮料气缸和第二刮料气缸会带动刮料块进入到成型箱1内，然后对成型平台3上成型的金属进行刮料，同时，在使用超声波检测之前，先启动光束感应屏25，之后通过超声波活动装置按照设定的轨迹移动，同时启动光束发射器，通过光束感应屏25产生的信号的部分形成的图案判断超声波活动装置的运动轨迹是否一致，如一致，则退出刮料块进行超声波检测，如不一致，则停机进行调整，进而可以避免超声波活动装置的运行轨迹不精准导致检测效果不准的问题。

如图5所示，所述的刮料块24的穿入到成型箱1内的一侧下部为向内下倾斜的斜面，所述的成型箱1侧面开设有与刮料块24配合的出料口，且成型箱1位于出料口的外侧设置有进出料框31，所述的进出料框31内通过水平走向的出料弹簧32连接有与出料口密封配合的出料密封块33，且出料密封块33上设置有与刮料块配合的压力感应器，所述的压力感应器连接到控制器。

刮料块24的结构设计，配合出料弹簧32和出料密封块33，在刮料的时候，多余的金属粉末会堆积在刮料块24的斜面处，之后随着刮料块24一起压出料密封块33，在压力感应器产生感应信时，如需要超声波检测，则应当先停止刮料块的移动，先进行超声波活动装置的轨迹判定，之后再继续推动刮料块使其将处理密封块33顶入到进出料框内，进而使多余的粉末自由落下，然后使刮料块回复原位，完成刮料操作。

如图5所示，所述的成型箱1位于出料口同侧的上方开设有进料口37，所述的进料装置5包括设置在进出料框31内的进出隔板34，且进出隔板34位于进料口37与出料口之间，所述的进出隔板34上设置有竖直走向的进料气缸35，所述的进料气缸35的上部连接有与进出料框31密封配合的进料斜板36，所述的进料气缸35连接到控制器。

进过过程如下，初始状体时，进料气缸35带动进料斜板36上升，使其超过进料口，然后从上部倒入合适的量，之后再使进料气缸35带动进料斜板36下降，使粉末经过进料口37落入到成型箱1内，采用这种结构，在无需进料的时候，进料口仅仅连通进料斜板36与进出隔板之间的腔体，不会影响到整体的气体调节。

如图6所示，所述的成型平台3上开设有卸料孔，所述的成型箱1的底部设置有与卸料孔配合的卸料装置8，所述的卸料装置8包括设置在卸料箱1底部的卸料气缸41，所述的卸料气缸41上设置有卸料升降座42，所述的卸料升降座42上设置有与卸料孔插套配合的卸料顶杆43，所述的卸料气缸41连接到控制器。

在打印时，使卸料顶杆43插入到卸料孔内一部分，即没有完全堵住卸料孔，之后进行粉末进料并完成全部打印过程，然后再通过通过卸料气缸41带动卸料杆持续往上顶，将成型后的产品顶离成型平台。

如图7所示，所述的卸料升降座42位上部开口的腔体块，所述的卸料升降座42内设置有限位电机44，所述的限位电机44的上部连接有超出卸料升降座42的限位转块45，所述的卸料顶杆43设置在限位转块45上，所述的限位电机44连接到控制器。

限位电机和限位转块的设计，在打印第二层及后续时，通过限位电机带动卸料顶杆转动，使其不能插入到卸料孔内，进而能够对成型平台的下降起到限定作用，避免单个升降出现升降幅度有误差的情况。

如图7所示，所述的卸料升降座42的上表面开设有内凹且为圆形的限位转动槽46，所述的限位转块45下方嵌入有与限位转动槽46配合的限位转动球47。

在限位转块转动的过程中，限位转动球47一直位于限位转动槽46内，避免出现转动过程中偏心的情况，还能够起到支撑限位块的作用，避免在顶料时压力太大损坏限位电机。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。