一种选择性激光熔化设备基板预热装置的制作方法

本实用新型属于选择性激光熔化设备成型技术领域，具体涉及一种选择性激光熔化设备基板预热装置。

背景技术：

选择性激光熔化技术是一种基于材料累加思想的新型制造技术，它不需要任何刀具、夹具就可以实现从CAD模型到三维实体模型或零件的直接制造，目前已经在工业、医疗等领域取得了广泛应用。

选择性激光熔化（SLM）加工过程中，零件的起始层至关重要，加工起始层时，要求熔化的金属粉末对金属基板有充分的润湿性，才能保证零件与基板结合牢固，否则会因为热应力的作用，导致零件发生翘曲，影响加工质量，甚至使加工失败，因此在操作过程中需要对SLM设备基板进行预热，但现有的SLM设备基板预热装置存在预热不均匀、预热过程影响铺粉系统的正常运行、热量利用率低和温度不易控制等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种选择性激光熔化设备基板预热装置，以解决现有的预热装置预热不均匀和温度不易控制的问题。

为达上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种选择性激光熔化设备基板预热装置，包括用于对成型基板进行充分均匀加热的加热装置和用于实时监控加热装置的加热状态并根据加热状态控制加热温度的温度控制系统；加热装置包括紧贴成型基板下表面设置的加热板和设置于加热板内部呈“S”形分布的电极；温度控制系统包括：用于对加热装置的加热过程进行监控的计算机，用于接收计算机的指令信息并将指令信息进行分析转化为电流信号的PID智能温度控制仪，用于接收PID智能温度控制仪发送的电流信号并根据电流信号进行启动的驱动执行机构，用于检测在驱动执行机构的驱动下开始加热的加热板的温度信息并将其转化为电阻信号的温度传感器，以及用于接收温度传感器的电阻信号并将其转化为电流信号的温度变送器。

优选的，加热板与成型基板的面积相同。

优选的，温度传感器为铂电阻温度传感器。

优选的，加热板下表面设置有一基板托架。

优选的，加热板的材质为铜合金。

本实用新型提供的一种选择性激光熔化设备基板预热装置，具有以下有益效果：

（1）实现了柔性加工，节约能源：加热板材料选用铜合金，极大地减少了热损耗，同时根据不同材料设定相应的温度，节约能源。

（2）保护成型仓内器件，提高设备寿命：加热板安装在成型基板下方，在具体操作时不会影响SLM设备铺粉系统的正常运行，也不会影响设备打开与关闭操作过程；此外，采用温控系统对电阻加热进行有效控制，而不是直接对成型基板加热，不会造成设备元件的过热，这样提高了设备寿命，并且增加了打开设备时操作的安全性。

（3）保证对成型基板高效均匀预热：在加热板内部，将电极沿S型布置在加热板纵向上的各个端部上，并且在该电极之间施加电压，在这种情况下，因为电流均匀地在加热板内流动，所以热生成量在整个加热板上是均匀的，进而通过加热板对成型基板进行均匀加热。

（4）采用PID智能温控仪对预热温度进行控制，保证了成型基板的稳定预热和减小预热时温度的波动。

附图说明

图1为选择性激光熔化设备基板预热装置成型缸结构图。

图2为选择性激光熔化设备基板预热装置加热系统结构图。

1、成型基板；2、温度传感器；3、加热板；4、丝杠；5、基板托架；6、电极；7、驱动执行机构；8、温度变送器；9、PID智能温控仪；10、计算机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案的实施方式进行详细地说明：

根据本申请的一个实施例，如图2所示，该装置包括用于对成型基板进行充分均匀加热的加热装置和用于实时监控加热装置的加热状态并根据加热状态控制加热温度的温度控制系统；

加热装置包括紧贴成型基板下表面设置的加热板3和设置于加热板内部呈“S”形分布的电极6；

温度控制系统包括：用于对加热装置的加热过程进行监控的计算机10，用于接收计算机10的指令信息并将指令信息进行分析转化为电流信号的PID智能温度控制仪9，用于接收PID智能温度控制仪9发送的电流信号并根据电流信号进行启动的驱动执行机构7，用于检测在驱动执行机构7的驱动下开始加热的加热板3的温度信息并将其转化为电阻信号的温度传感器2，以及用于接收温度传感器2的电阻信号并将其转化为电流信号的温度变送器8。

如图1所示，加热板3安装在成型基板1下方并紧贴其下表面，加热板3下表面设置有一基板托架5，丝杠4用于支撑固定基板托架5，加热板3内部铺有S型走向电阻丝，加热板3材料选用导热性优良且不易变形的铜合金，加热板3与成型基板1的面积相同；

在实际操作中，将成型基板1调平后，粉末被均匀铺展在基板上，根据不同粉末材料，设置不同的预热温度，打开加热板3，实现对成型基板1的每个部分进行充分均匀的加热。

工作原理；

如图2所示，对成型基板1进行预热时，先在SLM设备计算机10上设置预热温度，计算机10对温度值进行分析并将分析的结果转变为电流信号输入PID智能温控仪9中，智能温控仪9将电流信号输入驱动执行装置7，驱动执行装置7驱动加热板3开始加热，随后温度传感器2采集加热板3温度并将其转变为电阻信号输入温度变送器8中，温度变送器8再将电阻信号转变为电流信号输入PID智能温控仪9中，并在PID智能温控仪9上显示温度且对温度值进行分析处理，当温度达到设定值后，PID智能温控仪9发出指令控制驱动执行装置7关闭，加热板3停止加热，保持温度恒定。

其中，温度传感器2采用铂电阻温度传感器，利用电阻和温度之间的函数关系实现对加热板3温度的准确测量，PID智能温控仪9采用双向可控硅电路控制，保证了成型基板1的稳定预热和减小预热时温度的波动，并与SLM设备计算机10连接，实现在计算机10上进行温度测量、调节及驱动加热系统的功能；

加热装置是通过直接对电阻加热的方式来对成型基板1预热，通过将电极6沿S型布置在加热板3纵向上的各个端部上，并在该电极6之间施加电压，因为电流均匀地流动通过加热板，所以热生成量在整个加热板上3是均匀的，进而达到了加热板3对成型基板1均匀加热的目的。

虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。