成型打印的方法，首先由中央控制处理器I对零件模型进行分层切片处理，并获得各截面形状的信息参数，作为光学扫描系统3进行二维扫描的轨迹。然后中央控制处理器I控制粉末缸A7内的活塞开始上升，将粉末缸A7内的金属粉末推出缸外，同时铺粉滚轮10也开始启动，由粉末缸A7运动到粉末缸B9，将金属粉末铺匀在成型缸8内，完成初层的铺粉工作；随后，粉末缸B9内的活塞上升，将粉末缸B9内的金属粉末推出缸外，以待下次铺粉工作的进行。二氧化碳激光器2发出激光束，经由光学扫描系统3的调节与转换,照射到成型缸工作表面。随后光学扫描系统3根据几何形体各层截面的坐标数据和形状参数有选择地对金属材料粉末层进行扫描，同时温度检测仪5在中央控制处理器I的控制下，对成型界面的温度进行检测并反馈给中央控制处理器1，以便使中央控制处理器I根据实际所采用金属粉末的特性来合理选择激光参数。在激光束辐照的位置上粉末烧结在一起，一层烧结完成后，成型缸8下移一定距离(下移距离为待成型零件的切片厚度)，然后铺粉滚轮10再进行铺粉，光学扫描系统3开始进行下一层扫描烧结，新的一层和前一层自然地烧结在一起，如此反复，最终生成三维水泵壳体零件。
[0018]实施例一
金属粉末米用316L不锈钢粉末,粉末尺寸为200~400目，打开二氧化碳激光器和光学扫描系统，调节激光功率为500W，扫描速度为3mm/s，激光光斑尺寸为2mmX Imm ;成形所用基体材料为45#钢，厚度为10mm，表面涂上一层增强基体吸光的涂层，中央控制处理器已获得对三维水泵壳体部件进行分层切片处理的各截面形状的信息参数，各截面层厚0.5mm,粉末缸A中的活塞上移0.8mm，铺粉滚轮在中央控制处理器的控制下开始工作，由粉末缸A向粉末缸B运动，将316L金属粉末均匀地铺在加工平面上，当铺粉滚轮运动到粉末缸B的后端时，粉末缸B的活塞上移0.8mm,中央控制处理器调节扫描器的角度，使得激光束依据各截面形状的信息参数在加工平面上进行扫描，同时温度检测器也开始收集温度数据并反馈到中央控制处理器，以便中央控制处理器适时地调节加工参数，使金属粉末在合适的温度下均勻地烧结成0.5mm的片层,待第一层的水泵壳体截面片层烧结完成,成型缸的活塞下移0.5mm，铺粉滚轮再次将粉末铺平后，激光束依照零件片层的第二层信息参数加工；激光扫过之后，所形成的第二个片层也烧结在第一层上，如此反复，一个三维水泵的水泵进水口 42、泵体43和水泵出水口就同时被叠加制造出来了。选择性激光烧结完成后，取出成型件，经检测发现，成型的水泵壳体表面无裂纹、气孔等缺陷，且其表面压应力值远大于拉应力，可作为原型件或功能件使用。
【主权项】
1.一种激光快速成型水泵壳体的装置，其特征在于，包括中央控制处理器(I)、二氧化碳激光器(2)、光学扫描系统(3)、温度探测器(5)和工作台(11)，所述工作台(11)的台面下安装有成型缸(8)、粉末缸A (7)和粉末缸B (9)，所述粉末缸A (7)和粉末缸B (9)位于所述成型缸(8)的两侧，所述工作台(11)的台面上还安装有铺粉滚轮(10)，所述温度探测器(5)、所述二氧化碳激光器(2)、所述光学扫描系统(3)、所述温度探测器(5)、所述成型缸(8)、所述粉末缸A (7)、所述粉末缸B (9)和所述铺粉滚轮(10)分别于所述中央控制处理器(I)连接。
2.一种激光快速成型水泵壳体的方法，其具体步骤如下: 第一步:首先由中央控制处理器(I)对零件模型进行分层切片处理，并获得各截面形状的信息参数，作为光学扫描系统(3)进行二维扫描的轨迹； 第二步:粉末缸A (7)内的活塞在中央控制处理器(I)的控制下开始上升，将缸A (7)内的金属粉末(6)推出缸外，同时铺粉滚轮(10)在中央控制处理器(I)的控制下也开始启动，由粉末缸A (7)运动到粉末缸B (9)，将金属粉末(6)铺匀在成型缸(8)内，完成初层的铺粉工作；随后，中央控制处理器(I)控制粉末缸B (9)内的活塞上升，将缸B (9)内的金属粉末(6)推出缸外，以待下次铺粉工作的进行； 第三步:中央控制处理器(I)控制二氧化碳激光器(2)发出激光束，经由光学扫描系统(3)的调节与转换，照射到成型缸(8)工作表面； 由中央控制处理器(I)控制的光学扫描系统(3)根据几何形体各层截面的坐标数据和形状参数有选择地对金属材料粉末层进行扫描，在激光束辐照的位置上粉末烧结在一起，一层烧结完成后，成型缸(8)在中央控制处理器(I)的控制下，下移一定距离(待成型零件的切片厚度)，然后铺粉滚轮(10)再进行铺粉，光学扫描系统(3)开始下一层扫描烧结，新的一层和前一层自然地烧结在一起，如此反复，最终生成三维水泵壳体零件(4)。
3.根据权利要求2所述的一种激光快速成型水泵壳体的方法，其特征在于，所述第四步中，在选择性激光烧结成型水泵壳体部件的过程中，温度检测仪(5)在中央控制处理器(O的控制下，对成型界面的温度进行检测并反馈给中央控制处理器(1)，以便使中央控制处理器(I)根据实际所采用金属粉末￠)的特性来合理选择激光参数。
4.根据权利要求2或3所述的一种激光快速成型水泵壳体的方法，其特征在于，烧结完成的水泵壳体零件(4 )还需要进行渗金属、高温渗环氧树脂和静电镀镍后工艺处理。
5.根据权利要求4所述的一种激光快速成型水泵壳体的方法，其特征在于，用于选择性激光烧结的二氧化碳激光器⑵的工艺参数为:激光的功率密度为105~106W/cm2，激光束的使用功率为200~1000W，激光束光斑尺寸为2mmX 1mm，激光脉宽为5ns~20ns，扫描速度为l~5mm/s。
【专利摘要】本发明涉及一种激光快速成型水泵壳体的装置和方法，包括中央控制处理器，二氧化碳激光器，光学扫描系统，成型零件，温度探测器，金属粉末，粉末缸A，成型缸，粉末缸B，铺粉滚轮和工作台。利用铺粉滚筒在两个粉末缸的出粉处不断运动铺粉，并结合从光学扫描系统中发出的呈一定规律的激光扫描，最终形成满足特定形状的水泵壳体，本发明有效解决了水泵壳体因传统制造方法而产生的裂纹、应力集中等严重影响水泵质量性能的问题，在大幅度提高水泵生产制造效率的同时，提高了水泵壳体组织的致密性和均匀性，改善了水泵壳体的综合性能指标。
【IPC分类】B22F5-10, B22F3-105
【公开号】CN104550952
【申请号】CN201410788436
【发明人】任旭东, 随赛, 袁寿其, 佟艳群, 刘厚林, 王勇, 左成亚, 吴坤, 卢加兴, 王德顺
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月19日