一种选择性激光烧结保温成型腔装置

本技术属于增材制造领域，具体涉及一种选择性激光烧结保温成型腔装置。

背景技术：

1、选择性激光烧结技术(sls)是目前应用最广泛的增材制造技术之一，它因开发成本低，制造周期短等优点，相比较于其它几种技术更适合应用于小批量复杂结构零件的生产制造，因此应用的研究领域广泛。选择性激光烧结(sls)工作原理主要先将三维模型生成切片层路径，再通过激光技术将粉末烧结成固体，激光根据每一层轮廓线层层烧结，最终烧结出成型件成品，总体过程大致分为三个阶段，分别为预热阶段、打印阶段、保温冷却阶段。

2、选择性激光烧结(sls)设备中成型腔内的温度变化贯穿整个激光烧结过程，在激光烧结过程中若成型腔内的温度不均匀，打印完成的成型件会出现分层，错层，翘曲变形等情况，整体力学性能降低，成型件的质量不高，严重影响其应用范围。在一些选择性激光烧结成型机器中，成型腔活塞底板安装有加热片用来对已烧结部分进行加热，用以减小烧结部分与未烧结部分的温度差，但腔内从中心到外边界仍存在较大的温度梯度，并不能完全改善温度场不良导致的成型缺陷的发生，所以烧结过程中成型腔内的温度均匀性需进一步改善提高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于改良现有成型腔烧结过程中腔内的温度梯度，提供一种选择性激光烧结保温成型腔装置，使成型腔内的温度均匀性得到较好改善，缩短预热时间，最大化限度地使烧结过程中的烧结件均匀受热，减小烧结过程中的应力和变形，提升整个腔内的保温效果，保证成型件较高的成型质量。

2、本实用新型技术方案如下：

3、一种选择性激光烧结保温成型腔装置，包括钣金外壳、外把手、脚轮、外框铝型材、加热侧壁、加热钣金壳、铝加热片、成型腔体、定位块、涡轮蜗杆机、丝杠、丝杠螺母、成型面活塞板、垫板、光栅尺、光栅尺固定座、升降杆、丝杆套筒、升降杆套筒、螺母固定座、外框架。其特征在于所述钣金外壳中心处设有外把手，且所述钣金外壳安装在外框架两侧，所述外框架底部安装四个脚轮，所述外框架平面上端固定连接外框铝型材，所述外框铝型材连接加热侧壁，所述加热侧壁内侧设有加热钣金壳，且所述加热钣金壳上安装铝加热片，所述铝加热片对成型腔体进行加热，可以对腔内粉末进行保温，所述光栅尺通过光栅尺固定座安装在成型腔体一侧，所述成型腔体通过定位块固定安装在外框架平面上，且所述外框架安装涡轮蜗杆机，所述涡轮蜗杆机设有丝杠，通过丝杠螺母与垫板连接，所述垫板固定安装有螺母固定座，且所述螺母固定座通过升降杆与成型面活塞板底部连接，带动成型面活塞板升降。

4、作为本实用新型的进一步的方案，所述涡轮蜗杆机下部相应的设有丝杠套筒，丝杠套筒末端固定连接到外框架底部平面，使丝杠在足够的升降高度范围内能受到良好的密封保护隔绝污染。

5、作为本实用新型的进一步的方案，所述升降杆下部设有升降杆套筒，通过安装在外框架平面上的螺母固定座连接，保证升降杆的升降空间。

6、作为本实用新型的进一步的方案，所述成型腔体内部设有光栅尺，所述光栅尺通过光栅尺固定座安装固定在外框架平面上，用以检测成型面活塞板的升降高度。

7、作为本实用新型的进一步的方案，所述成型面活塞板四周设有聚乙烯氟垫，使成型腔体有良好的密封性。

8、作为本实用新型的进一步的方案，所述定位块为v型定位块，底部固定连接在外框架平面上，v型槽与成型腔体侧边接触。

9、作为本实用新型的进一步的方案，所述加热侧壁通过外框铝型材安装在成型腔体四周，每个加热侧壁上设有加热钣金壳，且所述加热钣金壳上固定安装有八个铝加热片。

10、作为本实用新型的有益效果为：

11、1、本实用新型保温成型腔装置，利用涡轮蜗杆丝杠机构对成型面活塞板升降运动进行控制，结构紧凑，空间利用率高。

12、2、本实用新型保温成型腔装置，通过四根升降杆进行成型面活塞板运动导向，配合光栅尺精确控制升降精度。

13、3、本实用新型保温成型腔装置，通过四周加热侧壁上安装的铝加热片，对成型腔体内的粉末及烧结件进行加热，与传统成型腔装置相比提升整个成型腔内的保温效果，避免在烧结过程中因腔体内温度梯度过大而影响成型件的成型质量。

技术特征：

1.一种选择性激光烧结保温成型腔装置，包括钣金外壳(1)、外把手(2)、脚轮(3)、外框铝型材(4)、加热侧壁(5)、加热钣金壳(5.1)、铝加热片(5.2)、成型腔体(6)、定位块(7)、螺母固定座(8)、涡轮蜗杆机(9)、丝杠螺母(9.1)、丝杠(9.2)、丝杠套筒(10)、升降杆套筒(11)、外框架(12)、光栅尺(13)、光栅尺固定座(14)、成型面活塞板(15)、垫板(16)、升降杆(17)，其特征在于：所述钣金外壳(1)上下两部分分别固定安装在外框架(12)两侧，且钣金外壳(1)中心处设有外把手(2)，所述外框架(12)最底部安装有四个脚轮(3)，使整个装置能在水平方向运动，所述外框铝型材(4)固定安装在外框架(12)平面上部，所述加热侧壁(5)安装连接在外框铝型材(4)之间，实现对成型腔体(6)内粉末的加热，所述成型腔体(6)通过定位块(7)安装固定在外框架(12)平面上部，所述光栅尺(13)通过光栅尺固定座(14)安装在成型腔体(6)一侧，所述涡轮蜗杆机(9)安装在外框架(12)平面下部，且涡轮蜗杆机(9)设有丝杠(9.2)，通过丝杠螺母(9.1)与垫板(16)连接，所述垫板(16)安装连接有螺母固定座(8)，通过升降杆(17)与成型面活塞板(15)底部连接，所述涡轮蜗杆机(9)工作时，丝杠(9.2)转动，丝杠螺母(9.1)旋转通过螺母固定座(8)和升降杆(17)使垫板(16)在竖直方向运动，从而带动成型面活塞板(15)升降。

2.根据权利要求1所述的一种选择性激光烧结保温成型腔装置，其特征在于，所述涡轮蜗杆机(9)上部连接丝杠(9.2)，下部设有丝杠套筒(10)，且丝杠套筒(10)的末端固定连接到外框架(12)底部平面，使丝杠(9.2)有足够的升降高度。

3.根据权利要求1所述的一种选择性激光烧结保温成型腔装置，其特征在于，所述加热侧壁(5)通过与外框铝型材(4)连接安装在成型腔体(6)四周，每个加热侧壁(5)上设有加热钣金壳(5.1)，且每个加热钣金壳(5.1)上固定安装有八个铝加热片(5.2)，实现对成型腔体(6)的加热，达到保温效果。

4.根据权利要求1所述的一种选择性激光烧结保温成型腔装置，其特征在于，所述定位块(7)为v型定位块，底部通过螺栓固定安装在外框架(12)平面上，v型槽与成型腔体(6)侧边接触。

5.根据权利要求1所述的一种选择性激光烧结保温成型腔装置，其特征在于，所述升降杆(17)下部设有升降杆套筒(11)，两者通过螺母固定座(8)连接，保证升降空间，使四根升降杆(17)起到更好的运动导向作用。

6.根据权利要求1所述的一种选择性激光烧结保温成型腔装置，其特征在于，所述光栅尺固定座(14)通过螺栓固定安装在外框架(12)平面上，再通过连接的光栅尺(13)实现检测成型面活塞板(15)升降高度的功能。

技术总结
本技术提供的一种选择性激光烧结成型腔保温装置，使成型腔内的温度场分布更均匀，缩短预热时间，减少烧结过程中的应力和变形，提升整个成型腔的保温效果。包括钣金外壳、脚轮、外框铝型材、加热侧壁、加热钣金壳、铝加热片、成型腔体、定位块、涡轮蜗杆机、丝杠、丝杠螺母、成型面活塞板、垫板、光栅尺、升降杆、丝杆套筒、升降杆套筒、螺母固定座、外框架。工作时，通过涡轮蜗杆丝杠机构驱动成型面活塞板升降，光栅尺检测成型面活塞板的升降高度，成型腔体存放粉末，四周加热侧壁上安装的铝加热片，对成型腔体内的粉末及烧结件进行加热，达成温度控制效果。本技术属于增材制造领域。

技术研发人员：李健,孙澳楠,杨忠达,蒋成雷,郭艳玲,王扬威
受保护的技术使用者：东北林业大学
技术研发日：20230330
技术公布日：2024/1/13