一种金属粉末激光烧结三维打印的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种金属粉末激光烧结三维打印机，其包括底部基座、可升降工作台、铺粉辊、供粉筒、门型支架、挤出喷头、激光打印装置，安置在底部基座上的液压式可升降工作台可沿X轴方向自由移动，工作时可升降工作台移动到供粉筒一侧的合适位置，铺粉辊移动并完成铺粉工作后返回供粉筒，可升降工作台返回初始位置。粘结剂为低熔点金属粉末时，计算机控制系统读取分层信息发出命令，激光打印装置对粉末层进行选择性激光烧结；粘结剂为聚合物时，挤出喷头按照每层的成型信息低速喷射液体粘结剂材料后进行烧结，完成一层打印，层层叠加制造三维实体。本实用新型结构简单，能够成型粘结剂为低熔点金属粉末或聚合物的金属零件，应用范围广泛。
【专利说明】一种金属粉末激光烧结三维打印机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种打印机，具体是一种能够打印金属粉末的激光烧结三维打印机。
【背景技术】
[0002]选择性激光烧结技术(SLS, Selective Laser Sintering)是一种快速成形技术，能够直接制造任意几何形状的复杂金属零件，具有其它常规制造技术不可替代的优势。现有的金属粉末激光烧结三维打印设备能够完成部分金属零件的加工，但却存在着结构不合理、成型件精度较低等问题。譬如，现有的三维打印机的铺粉机构一般为二缸或三缸，结构比较复杂；金属粉末与粘结剂材料不能均匀混合导致成型件致密度较低；另外现有三维打印机工作台根据切片信息运动路径复杂，生产效率较低。
【发明内容】
[0003]为了解决现有的三维打印机在结构和功能上的不足之处，本实用新型提供了一种能够打印金属粉末的激光烧结三维打印机，改进了打印机工作结构，提高了生产效率。
[0004]本实用新型所采用的技术解决方案是:一种金属粉末激光烧结三维打印机，实现对金属粉末材料的直接三维造型。
[0005]所述金属粉末激光烧结三维打印机，可升降工作台安置在底部基座下部的导轨上，与计算机控制系统相连接；门型支架固定在基座的上部，用作移动导轨；铺粉装置设置在底部基座的右侧，与计算机控制系统相连接；挤出喷头固定安置在移动支架导轨上，与计算机控制系统相连接，完成粘结剂喷射工作；激光打印装置设置于门型支架上方，与计算机控制系统相连接。可升降工作台读取计算机控制系统指令，在底部基座下部的横梁上可沿X轴移动，由液压油缸驱动可沿Z轴移动。
[0006]所述金属粉末激光烧结三维打印机，工作时可升降工作台移动到供粉筒一侧的合适位置，铺粉辊移动并完成铺粉，返回供粉筒完成粉末层平整工作，可升降工作台返回初始位置，使铺粉过程更加平稳高效。
[0007]所述金属粉末激光烧结三维打印机，挤出喷头装置包括上部筒形料斗和下部锥形加热器，由计算机控制系统控制，聚合物粘结剂通过料斗进入加热器加热融化，由螺杆式挤出机构将其均匀的低速喷射在粉末层指定区域，然后进行选择性激光烧结，完成一层打印工作，粘结剂材料与金属粉末能较均匀混合，成型件致密度较高。
[0008]所述金属粉末激光烧结三维打印机，挤出喷头装置和激光打印装置是独立的，挤出喷头装置可实现粘结剂为聚合物的金属粉末的三维打印，激光打印装置可实现粘结剂为低熔点金属粉末的复合粉末选择性激光烧结，一个打印周期内，只有一套装置进行工作。
[0009]所述金属粉末激光烧结三维打印机，外壳为箱体结构，正面有观察窗可实时观看成型过程，可手动打开；底部基座为箱体结构，托盘可放入其中，用于回收铺粉时散落的金属粉末；底部有支撑轮。
[0010]本实用新型的有益效果是，采用单缸工作铺粉机构实现自动平整铺粉，可升降工作台读取计算机控制系统指令运动，铺粉装置完成铺粉和粉末层平整，使铺粉过程更加快速高效，提高了成型件致密度和打印效率，挤出喷头装置和激光打印装置可以独立工作，观察窗可实时监测成型过程。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型金属粉末激光烧结三维打印机主体结构示意图。
[0012]图2为本实用新型金属粉末激光烧结三维打印机壳体结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图对本实用新型的原理和工作过程进行描述，所举实例仅是用来解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的实质范围。
[0014]如图1所示，本实用新型金属粉末激光烧结三维打印机主体由底部基座1、门型支架2、可升降工作台3、铺粉油缸4、供粉筒5、铺粉辊6、挤出喷头装置7 (包括锥形加热器8和料斗9)和激光打印装置10 (包括激光器11、光路系统12和振镜系统13)组成，其中可升降工作台3安置在底部基座I下部的移动导轨上可沿X轴移动，由液压油缸驱动可沿Z轴移动，供粉筒5安置在可升降工作台3右侧，由供粉油缸4驱动，供粉筒5上方设置有与其平面相切的铺粉辊6，铺粉时可升降工作台3与供粉筒5上部处于同一平面，铺粉辊6可在此平面内往复滚动，门型支架2固定在底部基座I上，可升降工作台3上方设置有挤出喷头装置7，安置在门型支架3导轨上，可实现三维运动，激光打印装置10安置在门型支架2上方，可对金属粉末层进行选择性激光烧结。
[0015]如图2所不,一种金属粉末激光烧结三维打印机壳体14,包括底部基座托盘15可取出，用于回收铺粉时散落的金属粉末，壳体正面设置有一个观察窗16，可手动打开，壳体底部设置有支撑轮17，可自由移动也可固定。
[0016]其具体工作流程是:工作时，可升降工作台3读取计算机控制系统指令，移动到供粉筒5 —侧的铺粉位置，同时，供粉筒5由供粉油缸4驱动上升至与可升降工作台3同一平面，铺粉辊6水平运动进行铺粉，返程完成粉末层平整工作，可升降工作台3移动到初始位置。粘结剂为低熔点金属粉末时，计算机控制系统读取分层信息发出指令，激光打印装置10读取指令对粉末层进行选择性激光烧结，完成一层烧结工作；粘结剂为聚合物时，挤出喷头按照每层的成型信息运动并低速喷射液体粘结剂材料，聚合物粘结剂通过料斗8进入锥形加热器9加热融化，由挤出喷头装置7的螺杆式挤出机构按照每层的成型信息将其低速喷射在粉末层指定区域，然后进行选择性激光烧结，完成一层打印工作。激光打印装置10或挤出喷头装置7完成一层打印后，供粉筒5上升一层高度，可升降工作台3下降一层高度并移动到铺粉位置，铺粉辊6运动完成铺粉和粉末层平整，准备下一层烧结，如此层层叠加，最后完成制件的三维打印。
[0017]本实用新型中未涉及的技术内容可采用或借鉴现有技术加以实现。
【权利要求】
1.一种金属粉末激光烧结三维打印机，其特征在于:包括底部基座、可升降工作台、门型支架、铺粉装置、挤出喷头装置、激光打印装置、外壳；可升降工作台安置在底部基座下部的导轨上，与计算机控制系统相连接；门型支架固定在基座的上部，用作移动导轨；铺粉装置设置在底部基座的右侧，与计算机控制系统相连接；挤出喷头固定安置在移动支架导轨上，与计算机控制系统相连接，完成粘结剂喷射工作；激光打印装置设置于门型支架上方，与计算机控制系统相连接。
2.根据权利要求1所述的金属粉末激光烧结三维打印机，其特征在于:所述可升降工作台读取计算机控制系统指令可沿门型支架移动导轨实现X轴移动，由液压油缸驱动可沿Z轴移动。
3.根据权利要求1所述的金属粉末激光烧结三维打印机，其特征在于:所述挤出喷头装置和激光打印装置是独立的，挤出喷头装置可实现粘结剂为聚合物的金属粉末的三维打印，激光打印装置可实现粘结剂为低熔点金属粉末的复合粉末选择性激光烧结，一个打印周期内，只有一套装置进行工作。
4.根据权利要求1所述的金属粉末激光烧结三维打印机，其特征在于:所述外壳为箱体结构，正面有观察窗可实时观看成型过程，可手动打开；底部基座为箱体结构，托盘可放入其中，用于回收铺粉时散落的金属粉末；底部有支撑轮。
【文档编号】B22F3/115GK204018721SQ201420377082
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】钟佩思, 刘坤, 孙雪颜, 梁中源, 李桂莉, 吕晓东, 吝伟伟 申请人:山东科技大学