选材料为A-800耐高温隔热板或聚四氟乙烯。
[0047]本发明的工作过程:本发明可在单活塞和双活塞两种状态下分别工作。在单活塞状态下工作时，首先，卸掉小活塞缸套49、活塞盖板33和小活塞体54，在大活塞体36上放置大活塞基板79，并将大活塞基板79调平；然后通过调节刮刀调整块27和刮刀压块29将刮刀28固定在刀架26上，并与大活塞基板79和工作台板14保持平行；其次将将金属粉末放置到送粉缸30中，通过气体循环进口 74向成形腔16内充入惰性气体，惰性气体与控制置换通过气体循环出口 77排出到空气中，当检测到成形腔16中的水氧含量低于100ppm时，对成形腔内的气体进一步循环纯化处理，将水氧含量控制在10ppm以内，并利用粉尘循环进口 76和粉尘循环出口 75对成形过程中产生的粉尘进行循环净化处理；进而，启动电源通过活塞加热板37和缸体加热圈56对金属粉末进行预热，并控制预热温度始终处于200°C左右；控制送粉缸30内的电缸11向上运动，同时移动模组72带动刮刀28向成形缸31方向运动，将送粉缸30内的金属粉末刮到成形缸31的大活塞基板79上，多余的粉末进入回粉缸32 ;此时激光器9产生的激光束通过光纤20经QBH接口 21和准直扩束模块22进入振镜19，按照成形预设激光扫描轨迹，控制振镜19两个镜片运动，将激光束经Θ镜18聚焦后进入成形腔16内，在成形缸31的大活塞基板79上熔化成形，形成单层轨迹；成形缸31和送粉缸30内的电缸11分别带动大活塞体36向下运动，移动默许72带动刮刀28向送粉缸30方向运动，然后重复上述步骤将金属粉末刮刀成形缸31的上一成形层上，如此循环往复，直至三维实体零件成形完成；最后关闭激光器9、缸体加热圈56和活塞加热板37，等成形腔内的温度接近室温时，取出成形件进行后处理，完成整个成形过程。
[0048]在双活塞状态下工作时，运行过程与单活塞是类似，首先，将小活塞缸套49、活塞盖板33和小活塞体54安装到大活塞体36上，在小活塞体36上放置小活塞基板50，并将小活塞基板50调平，通过调节刮刀调整块27和刮刀压块29将刮刀28固定在刀架26上，并与大活塞基板79和工作台板14保持平行；其他操作过程与单活塞运动相同，不再赘述。
【主权项】
1.一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，其特征在于:包括主机体(I)、辅助机体(4)、缸体(12)、刮刀运动部件和光路系统；其中， 主机体(I)和辅助机体(4)通过机架(10)设置在机壳(3)内部，且主机体(I)设置在辅助机体(4)的左侧；设置主机体(I)的机壳(3)上设置有观察窗(2)，设置辅助机体(4)的机壳(3)上设置有操作面板(5); 机架(10)的顶部设置有工作台板(14)，主机体(I)内部安装有缸体(12)，缸体(12)安装在工作台板(14)的底部，且缸体(12)和工作台板(14)之间设置有隔热板(13);缸体(12)上开设有两个大小相同的成形缸(31)和送粉缸(30)，成形缸(31)位于送粉缸(30)的左侧；缸体(12)的底部自上而下依次设置有缸体隔热板(45)和缸体端盖(46)，缸体(12)周向的上部设置有缸体加热圈(56)，下部设置有缸体隔热圈(57)，缸体加热圈(56)和缸体隔热圈(57)的外侧由内至外依次设置有缸体隔热层(58)和压条(59); 成形缸(31)和送粉缸(30)内均自下而上依次设置有大活塞基板(79)、大活塞体(36)和活塞端盖(43)，两个活塞端盖(43)的底部分别与缸体(12)底部设置的两个电缸(11)的活塞杆相连，大活塞体(36)内部安装有活塞加热板(37)，活塞加热板(37)底部安装有活塞隔热板(38);成形缸(31)和送粉缸(30)内的大活塞基板(79)、大活塞体(36)和活塞端盖(43)均能够上下伸缩； 机架(10)上方安装有成形腔(16)和隔离腔(17)，成形腔(16)和隔离腔(17)均为不锈钢封闭腔体，成形腔(16)和隔离腔(17)之间通过隔板隔开； 刮刀运动部件设置在隔离腔(17)内； 辅助机体(4)内安装有激光器(9)以及用于控制激光器(9)的工控机(8); 光路系统通过支撑板￠8)固定在成形腔(16)顶部设置的光路腔￠7)内。2.根据权利要求1所述的一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，其特征在于:刮刀运动部件包括模组垫板(73)和移动模组(72)，模组垫板(73)固定在工作台板(14)上，移动模组(72)安装在模组垫板(73)上；在隔离腔(17)内，刀架T形架(71)固定在移动模组(73)的滑台上，刀架T形架(71)上设置有两个平行设置的矩形凸台，两个矩形凸台穿过隔离腔(17)与成形腔(17)之间的隔板，该隔板上开设有长槽，长槽位置平行安装有两条隔离钢带(24)，两条隔离钢带(24)固定在隔离腔(17)内的刀架T形架(71)与成形腔(16)内设置的刀架基座(25)之间，刀架基座(25)固定在刀架T形架(71)的两个矩形凸台上；在成形腔(16)内，刀架(26)固定在刀架基座(25)上，刮刀(28)固定在刀架(26)上，并且，在刀架(26)运动方向上的成形腔(16)侧壁上下位置分别安装有气路循环进口(74)和气路循环出口(77)，在刀架(26)安装方向上的左右位置底部且靠近工作台板(14)的位置分别安装有粉尘循环进口(76)和粉尘循环出口(75)。3.根据权利要求2所述的一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，其特征在于:刀架(26)上固定有刮刀调整块(27)，刮刀(28)通过刮刀压块(29)固定在刮刀调整块(27)上。4.根据权利要求1所述的一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，其特征在于:成形腔(16)顶部开设有玻璃保护口，光路系统中的f-θ镜(18)固定在保护玻璃窗口处，光路系统中的振镜(19)通过支撑架(23)固定光路腔(67)内设置的支撑板(68)上，振镜(19)与f-θ镜(18)相连，准直扩束模块(22)与振镜(19)相连，QBH接头(21)与准直扩束模块(22)相连，光纤(20)连接在QBH接头上；成形过程中，激光器(9)产生的激光通过光纤(20)传输到光路系统上，首先经过QBH接头(21)，然后经准直扩束模块(22)形成发散光斑进入振镜(19)，激光通过振镜(19)镜片的两次反射后进入f-θ镜(18)，f-θ镜(18)将激光聚焦后进入成形腔，实现对金属粉末的熔化成形。5.根据权利要求1所述的一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，其特征在于:还包括回粉缸(32)，其固定在缸体(12)的左侧。6.根据权利要求1所述的一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，其特征在于:缸体(12)周向的最外层和缸体(12)的底部还包裹有缸体外罩(60)。7.根据权利要求1所述的一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，其特征在于:每个大活塞体(36)的周向上均设置有大活塞导向环(35)和大活塞格莱圈(39)。8.根据权利要求1所述的一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，其特征在于:成形腔(16)上设置有保护窗(15)。9.根据权利要求1所述的一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，其特征在于:去除两个大活塞基板(79)，在成形缸(31)和送粉缸(30)内的大活塞体(36)顶部均设置活塞盖板(33)，在成形缸(31)和送粉缸(30)内的活塞盖板(33)上方均设置小活塞缸套(49)，每个小活塞缸套(49)内均设置有小活塞体(54)，每个小活塞体(54)的底部固定在对应活塞盖板(33)顶部的中心处，且每个小活塞体(54)的顶部设置有小活塞基板(50)，小活塞体(54)和小活塞基板(50)均能够在小活塞缸套(49)内上下伸缩。10.根据权利要求9所述的一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，其特征在于:小活塞体(54)的周向上安装有小活塞导向环(53)和小活塞格莱圈(52)。
【专利摘要】本发明公开了一种双活塞金属激光选区熔化成形设备，包括主机体、辅助机体、粉缸、刮刀运动部件和光路系统，可在单活塞和双活塞两种状态下分别工作。本发明采用一体式双活塞设计，可在单活塞和双活塞两种状态下单独工作，小活塞可更换拆卸，以实现不同大小尺寸金属构件的激光成形，节省粉末，同时能够对粉缸进行全方位的加热，实现对粉末的可控预热，使粉末受热均匀，改善温度梯度，减低构件变形和开裂。
【IPC分类】B22F3/105, B33Y30/00
【公开号】CN105033251
【申请号】CN201510382575
【发明人】魏正英, 周建平, 陈祯, 杜军, 邹亚桐, 何宇洋
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月2日