一种能够进行检测的随形水路模具SLM成型设备的制作方法

本发明涉及slm3d打印机领域，尤其涉及一种能够进行检测的随形水路模具slm成型设备。

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，尤其是一些随形冷却水路模具的成型。

slm3d打印机必然包括成型平台、进料装置和刮料装置，以及和刮料装置对应的出料装置，还用关键的激光扫射装置，通过激光扫射装置扫射特定路线的激光实现金属粉末的熔化成型，激光扫射装置包括激光扫射活动装置和激光发射器，由于激光熔化成型可能会出现孔隙，因此为了更好的保证打印成型产品的质量，需要对成型后的金属片体进行实时的超声波检测，因此需要另外设置超声波检测装置，并且需要使超声波发射器的路径与激光发射器一致，结构过于复杂，路径控制困难。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够进行检测的随形水路模具slm成型设备，在激光扫射活动装置上设置扫射活动块，并将激光发射器和超声波发射器能够转动更换位置的安装在扫射活动块上，能够通过激光扫射活动装置来实现超声波发射器和激光发射器的运行轨迹控制，结构简单，路径控制精准。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种能够进行检测的随形水路模具slm成型设备，包括成型框、成型框内通过成型升降气缸设置的成型平台和与成型平台配合的激光扫射装置，所述的成型框的侧壁开设有进料口和出料口，并配合有进出料装置，且另一个侧壁上设置有与出料口配合的刮料装置，所述的激光扫射装置包括激光扫射活动装置，所述的激光扫射活动装置连接有扫射活动块，所述的扫射活动块下方设置有输出轴竖直的扫射转换电机，所述的扫射转换电机连接有扫射转换块，所述的扫射转换块上设置有相位差为180度的激光发射器和超声波发射器，所述的扫射活动装置、扫射转换电机、激光发射器和超声波发射器连接到控制器。

优选的，所述的扫射活动块内嵌入有水平走向的扫射位置定位发射器，所述的成型框内壁上设置有与扫射位置定位发射器配合的扫射位置定位接收屏，所述的扫射转换块上设置有不少于两根竖直走向且与扫射转换电机间距不同的转换定位杆，所述的扫射活动块下侧板上开设有与转换定位杆一一对应的转换定位槽，且每个转换定位槽仅仅能使转换定位杆转动180度，所述的扫射位置定位发射器和扫射位置定位接收屏连接到控制器。

优选的，所述的进出料装置包括设置在成型框外出的进出料框，所述的进出料框的上部设置有竖直走向的竖直隔板，所述的竖直隔板与成型框之间设置有水平隔板，所述的水平隔板的上部设置有与进料口配合的进料开合装置、下部设置有与出料口配合的出料开合装置，所述的进出料框的下表面为向外下倾斜的斜面，且竖直隔板与进出料框的下部有间隙，所述的进出料框的最下部连接有向上吹风的吹料泵，且吹料泵上部设置有吹料网，所述的竖直隔板位于水平隔板上方的部位开设有回收口，所述的吹料泵连接到控制器。

优选的，所述的进料开合装置包括水平隔板上设置的进料升降气缸，所述的进料升降气缸上方连接有进料升降斜板，所述的进料升降斜板靠近成型框的一端为低端，且回收口与进料口之间的高度差大于进料升降斜板高点与低点的高度差，所述的进出料框位于进料升降斜板的上方设置有上料筒。

优选的，所述的进出料框外侧板与竖直隔板之间设置有回收拦截块，所述的回收拦截块与进出料框上方设置的回收拦截气缸连接，且回收拦截块能够将回收口封堵，所述的竖直隔板位于水平隔板上方的部位还设置有空气调节口，且空气调节口内设置有空气调节网，所述的空气调节口低于进料升降斜板高点所能达到的最低位置，所述的出料泵连通两个空气调节阀，两个空气调节阀分别连通空气罐和氧气罐；所述的回收拦截气缸和空气调节阀连接到控制器。

优选的，所述的出料开合装置包括设置在竖直隔板上的水平放置的出料开合弹簧，所述的出料开合弹簧连接与尺寸大于出料口的出料开合限位块，所述的出料开合限位块连接有与出料口密封插套配合的出料封堵块，且出料封堵块的内侧设置有凸出的出料顶动管，所述的出料封堵块的厚度与出料顶动管凸出部分长度之和不大于成型框侧壁的厚度，所述的竖直隔板的下部连接向内下倾斜且与进出料框底部有间距的吹料挡板。

优选的，所述的竖直隔板的下部开设有出料气吹孔，所述的出料开合限位块为空心块，所述的出料顶动管内端穿入到出料开合限位块内腔中，所述的出料开合限位块的内腔通过软管与出料气吹孔连通，所述的出料顶动管的内端下部比上部端。

优选的，所述的出料气吹孔为向外下倾斜的斜口，且出料气吹孔的内侧设置有出料气吹网，所述的竖直隔板内侧设置有与出料气吹孔配合的出料气吹阀，且出料气吹阀通过软管与出料开合限位块内腔连通，所述的出料气吹阀连接到控制器。

优选的，所述的刮料装置包括设置在成型框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，所述的刮料活动块连接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成型框内的刮料块，所述的刮料块为下部开口的内腔块体，且靠近进出料装置的一侧下端低于其他部位，所述的第一刮料气缸和第二刮料气缸连接到控制器。

优选的，所述的刮料块的腔体内设置有向下的刮料气喷头，所述的刮料气喷头通过刮料气吹管与刮料块外侧的刮料气吹泵连通，所述的刮料气吹泵通过软管与刮料活动块上开设的刮料进气口连通，所述的刮料气吹泵连接到控制器。

附图说明

图1位的一种能够进行检测的随形水路模具slm成型设备得结构示意图；

图2为激光扫射装置的结构示意图；

图3为进出料装置的结构示意图；

图4为图3中a的局部放大图；

图5为进料开合装置的结构示意图；

图6为出料开合装置的结构示意图；

图7为刮料装置的结构示意图；

图8为刮料块的结构示意图。

图中所示文字标注表示为：1、成型框；2、成型升降气缸；3、成型平台；4、刮料装置；5、进出料装置；6、进料口；7、出料口；8、进出料框；9、竖直隔板；10、出料开合装置；11、进料开合装置；12、吹料挡板；13、吹料泵；14、吹料网；15、空气调节阀；16、水平隔板；17、进料升降气缸；18、进料升降斜板；19、上料筒；20、回收口；21、回收拦截气缸；22、回收拦截块；23、空气调节口；24、空气调节网；26、出料开合弹簧；27、出料开合限位块；28、出料封堵块；29、出料顶动管；30、出料气吹孔；31、出料气吹网；32、出料气吹阀；41、第一刮料气缸；42、刮料活动块；43、第二刮料气缸；44、刮料块；45、刮料气吹泵；46、刮料气吹管；47、刮料气喷头；48、刮料进气口；51、激光扫射装置；52、激光扫射活动装置；53、扫射活动块；54、扫射位置定位发射器；55、扫射位置定位接收屏；56、扫射转换电机；57、扫射转换块；58、激光发射器；59、超声波发射器；60、转换定位杆。

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：一种能够进行检测的随形水路模具slm成型设备，包括成型框1、成型框1内通过成型升降气缸2设置的成型平台3和与成型平台3配合的激光扫射装置51，所述的成型框1的侧壁开设有进料口6和出料口7，并配合有进出料装置5，且另一个侧壁上设置有与出料口7配合的刮料装置4，其特征在于，所述的激光扫射装置51包括激光扫射活动装置52，所述的激光扫射活动装置52连接有扫射活动块53，所述的扫射活动块53下方设置有输出轴竖直的扫射转换电机56，所述的扫射转换电机56连接有扫射转换块57，所述的扫射转换块57上设置有相位差为180度的激光发射器58和超声波发射器59，所述的扫射活动装置52、扫射转换电机56、激光发射器58和超声波发射器59连接到控制器。

先通过进出料装置和刮料装置完成粉末的进料、刮平和出料，之后通过激光扫射活动装置带动扫射活动块安装特定的轨迹进行活动，并启动激光发射器58，并且在中间的某一个设定位置通过扫射转换电机实现超声波发射器59和激光发射器58位置转换，在位置转换的过程中，关闭激光发射器并使激光发射器移动到位置转换之前的位置，然后再次启动激光发射器完成后续的路径扫射，进而完成一层金属粉末的激光熔化成型，之后通过刮料装置进行刮料后，激光扫射活动装置以同样的路径进行活动，此次开启的为超声波发射器59.如此通过超声波发射器59对成型的片体进行超声波检测，如超声波发射器反馈的信号为孔隙信号时，控制器会记住此位置，再控制激光发射器对此位置进行再次激光熔化，此方案在激光扫射活动装置上设置扫射活动块，并将激光发射器和超声波发射器能够转动更换位置的安装在扫射活动块上，能够通过激光扫射活动装置来实现超声波发射器和激光发射器的运行轨迹控制，结构简单，路径控制精准。

如图2所示，所述的扫射活动块53内嵌入有水平走向的扫射位置定位发射器54，所述的成型框1内壁上设置有与扫射位置定位发射器54配合的扫射位置定位接收屏55，所述的扫射转换块57上设置有不少于两根竖直走向且与扫射转换电机56间距不同的转换定位杆60，所述的扫射活动块53下侧板上开设有与转换定位杆60一一对应的转换定位槽，且每个转换定位槽仅仅能使转换定位杆60转动180度，所述的扫射位置定位发射器54和扫射位置定位接收屏55连接到控制器。

扫射定位发射器和扫射定位接收屏能够对扫射活动块的位置进行精准的定位，一般设置两套，且垂直设计，转换定位杆的设计，可以确保位置转换时能够精准的转动180度。

如图1和3所示，所述的进出料装置5包括设置在成型框1外出的进出料框8，所述的进出料框8的上部设置有竖直走向的竖直隔板9，所述的竖直隔板9与成型框1之间设置有水平隔板16，所述的水平隔板16的上部设置有与进料口6配合的进料开合装置11、下部设置有与出料口7配合的出料开合装置10，所述的进出料框8的下表面为向外下倾斜的斜面，且竖直隔板9与进出料框8的下部有间隙，所述的进出料框8的最下部连接有向上吹风的吹料泵13，且吹料泵13上部设置有吹料网14，所述的竖直隔板9位于水平隔板16上方的部位开设有回收口20，所述的吹料泵13连接到控制器。

首先使成型平台调整到合适的高度，之后通过进料开合装置11往进料口6内注入金属粉末，注入完成后，关闭进料开合装置11，之后使出料开合装置打开，然后通过刮料装置将多余的金属粉末从出料口刮出，落入到进出料框8的下部，经过斜面输送，落入到吹料网14上，之后通过控制器控制吹料泵13启动，将刮出的金属粉末向上吹，进而使金属粉末从回收口2落入到进料开合装置11内，完成刮出金属粉末的直接重复利用，激光熔化成型后刮料操作刮出的粉末重复上述直接重复利用的过程，提高刮出金属粉末的利用效率。

如图5所示，所述的进料开合装置10包括水平隔板16上设置的进料升降气缸17，所述的进料升降气缸17上方连接有进料升降斜板18，所述的进料升降斜板18靠近成型框1的一端为低端，且回收口20与进料口6之间的高度差大于进料升降斜板18高点与低点的高度差，所述的进出料框8位于进料升降斜板18的上方设置有上料筒19。

在进料状态时，进料升降气缸17带动进料升降斜板18下降，进而使进料升降斜板与进料口连通，然后从上料筒19放入金属粉末，使金属粉末滑落到成型框1内，在刮出粉末回收状态时，进料升降气缸17带动进料升降斜板18上升，使其低端高于进料口6，高端低于回收口，进而可以接受回收口吹入的金属粉末，又不会使粉末落入到成型框1内。

如图4-5所示，所述的进出料框8外侧板与竖直隔板9之间设置有回收拦截块22，所述的回收拦截块22与进出料框8上方设置的回收拦截气缸21连接，且回收拦截块21能够将回收口20封堵，所述的竖直隔板9位于水平隔板16上方的部位还设置有空气调节口23，且空气调节口23内设置有空气调节网24，所述的空气调节口24低于进料升降斜板18高点所能达到的最低位置，所述的出料泵13连通两个空气调节阀15，两个空气调节阀15分别连通空气罐和氧气罐；所述的回收拦截气缸21和空气调节阀15连接到控制器。

在粉末回收状态时，回收拦截块22处于回收口20的上方，与空气罐连通的空气调节阀15打开，金属粉末还是会从回收口20落入到进料升降斜板上，在粉末上料状态时，回收拦截块22将回收口20拦截，通过进料升降气缸调节进料斜板与进出料框上盖板的间距，可以初步限定每次进料的粉末量，完成上料后，继续使进料升降斜板低端位于进料口6的上方，然后使与氧气罐连通的空气调节阀15打开，另一个关闭，吹料泵继续工作，进而可以将氧气经过空气调节口23和进料口后进入到成型框1内，完成含氧量的调节。

如图6所示，所述的出料开合装置10包括设置在竖直隔板9上的水平放置的出料开合弹簧26，所述的出料开合弹簧26连接与尺寸大于出料口7的出料开合限位块27，所述的出料开合限位块7连接有与出料口7密封插套配合的出料封堵块28，且出料封堵块28的内侧设置有凸出的出料顶动管29，所述的出料封堵块28的厚度与出料顶动管29凸出部分长度之和不大于成型框1侧壁的厚度，所述的竖直隔板9的下部连接向内下倾斜且与进出料框8底部有间距的吹料挡板12。

出料开合装置的结构设计简单，能够配合刮料装置的刮料实现开合，在一般情况下都处于密封状体，具体如下，刮料装置在刮料时，会顶住出料顶动管29，进而将出料封堵块27向外顶动，使出料开合弹簧26压缩，进而会使多余的金属粉末落入到进出料框内，完成刮料操作。

如图6所示，所述的竖直隔板9的下部开设有出料气吹孔30，所述的出料开合限位块27为空心块，所述的出料顶动管29内端穿入到出料开合限位块27内腔中，所述的出料开合限位块27的内腔通过软管与出料气吹孔30连通，所述的出料顶动管29的内端下部比上部端。

出料开合限位块的空心设计，在进行刮料并使出料封堵块9开合时，吹料泵吹出的气体会经过出料气吹孔30和软管进入到出料开合限位块27的空腔内，进而会进入到出料顶动管29内，由于出料顶动管要接触刮料装置，因此出料顶动管的上部与刮料装置基本密封，只能从下部吹风，进而能够起到将刮料装置上附着的金属粉末吹下得效果。

如图6所示，所述的出料气吹孔30为向外下倾斜的斜口，且出料气吹孔30的内侧设置有出料气吹网31，所述的竖直隔板9内侧设置有与出料气吹孔30配合的出料气吹阀32，且出料气吹阀32通过软管与出料开合限位块27内腔连通，所述的出料气吹阀32连接到控制器。

出料气吹阀的设计，可以空中在进行空气调节时不会从出料顶动管吹出气体，避免在空气调节时将刮好的粉末吹散。

如图7-8所示，所述的刮料装置4包括设置在成型框外侧的第一刮料气缸41，所述的第一刮料气缸41连接有刮料活动块42，所述的刮料活动块42连接有与第一刮料气缸41平行的第二刮料气缸43，所述的第二刮料气缸43连接有可穿入到成型框1内的刮料块44，所述的刮料块44为下部开口的内腔块体，且靠近进出料装置的一侧下端低于其他部位，所述的第一刮料气缸41和第二刮料气缸43连接到控制器，所述的刮料块44的腔体内设置有向下的刮料气喷头47，所述的刮料气喷头通过刮料气吹管46与刮料块44外侧的刮料气吹泵45连通，所述的刮料气吹泵45通过软管与刮料活动块44上开设的刮料进气口48连通，所述的刮料气吹泵45连接到控制器。

刮料装置的具体工作流程如下，在需要进行刮料时，通过两个刮料气缸带动刮料块44穿入到成型框内并持续给进，进而使刮料块44顶住出料顶动管29，进而完成刮料和出料工序，在进行完一次激光熔化成型时的刮料时，启动刮料气吹泵45，使刮料气喷头47向下吹气，能够起到将孔隙中压实的粉末吹散刮出的效果。

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。