一種選擇性激光燒結SLS鋪粉預熱裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種選擇性激光燒結SLS鋪粉預熱裝置，包括立柱、絲桿、驅動電機，上支架、下支架，高度調節板、紅外線測溫裝置、多個四棱錐空心殼體、以及控制系統；每個四棱錐空心殼體和內部的加熱棒、內壁的反光板組成一個獨立預熱裝置，多個獨立預熱裝置將成形區分成多個可獨立預熱的小區域，獨立預熱裝置直接由控制系統控制，互不干涉，當所鋪粉末不同區域溫度不同時，可以調整獨立預熱裝置對不同區域進行不同溫度的預熱，從而實現所鋪粉末整體均勻預熱，每個獨立預熱裝置在立體空間內方向可調，能夠根據成形件的大小調整預熱區域，增加預熱效率，節約能源，本裝置可有效提高成形件精度及組織性能，對SLS成形技術的發展具有重要意義。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于3D打印增材制造
，涉及一種選擇性激光燒結SLS鋪粉預熱裝置。
技術介紹
3D打印快速成形技術是一種以三維CAD模型為基礎，運用粉末狀金屬或樹脂等可黏合材料，通過逐層疊加的原理，制造復雜零件。該過程不需要傳統的刀具、夾具和機床就可以制備出任意形狀的復雜零件。其主要特點有：設計制造一體化，由三維模型直接進行打印成形，在一定程度上實現了設計、制造的一體化。高度柔性，該技術不受零件形狀和結構的約束，使復雜模型直接制造成為產品模型。③縮短新產品的研制周期，降低研發成本。可以自動、直接、快速、精確地將設計思想轉換成真實的產品模型，從而可以對正處于設計階段的產品做出快速評價、修改及功能試驗，這樣既有效地縮短了產品的研發周期，又降低了經濟損耗。因此，3D打印快速成形技術發展對推進先進制造業的發展具有重要意義。選擇性激光燒結（SLS）技術屬于3D打印技術的一種，其工藝成形過程是：利用三維CAD軟件設計出所需零件的三維模型，將模型導入到成形設備。隨后進行鋪粉并刮平，用激光器在鋪平的粉末上進行燒結成形，當一層成形面燒結完成后，繼續重復上述過程，燒結切片層不停疊加，直到得到三維實體零件。SLS成形過程中所鋪粉末預熱是一個重要環節，如果所鋪粉末不預熱或預熱不均勻，成形件性能和精度將會下降，甚至不能燒結成形。對所鋪粉末加熱有兩個熱源，一是成形件本身對所鋪粉末的預熱，由于不斷被激光燒結疊加成形，成形件內部溫度較高。成形件截面尺寸不同，其內部溫度分布也不同，因此對不同部位所鋪粉末預熱也不同。二是加熱裝置對粉末進行預熱，為了使所鋪粉末預熱均勻，同時也是為了使成形件內部溫度分布均勻，防止成形件翹曲變形，需要用加熱裝置對所鋪粉末及成形件進行預熱，使所鋪粉末和成形件內部溫度均勻分布。
技術實現思路
針對上述問題，本技術提出了一種選擇性激光燒結SLS鋪粉預熱裝置，該裝置由多個獨立預熱裝置組成，可以對不同區域進行不同溫度的預熱，也可以根據成形件的大小調整預熱區域。本技術為了實現上述目的所采用的技術方案是：一種選擇性激光燒結SLS鋪粉預熱裝置，包括立柱、絲桿、驅動電機，上支架、下支架，高度調節板、紅外線測溫裝置、四棱錐空心殼體、加熱棒、反光板以及控制系統；所述上支架的兩側套接在水平固定的兩根絲桿上，絲杠兩端分別由立柱支撐，絲桿一端設置有驅動電機，用于驅動絲桿轉動，帶動上支架水平移動，上支架和下支架通過高度調節板連接，由螺栓固定，高度調節板可以調節下支架與鋪粉面的距離，上支架內側安裝紅外線測溫裝置，對所鋪粉末進行測溫，下支架的下部設置多個在立體空間內方向可調的四棱錐空心殼體，四棱錐空心殼體內部安裝多層加熱棒，內壁上還設置有反光板，對加熱棒輻射的熱量進行反射，提升加熱效率；單個的四棱錐空心殼體及安裝在殼體內部的加熱棒、反光板構成一個獨立的預熱裝置，每個預熱裝置和紅外線測溫裝置均與控制系統相連，根據紅外線測溫裝置反饋的信息，控制每個四棱錐空心殼體的朝向及其內部加熱棒的溫度，實現所鋪粉末預熱溫度的整體均勻性；所述上支架、下支架及高度調節板均采用鋁合金材質；所述四棱錐空心殼體采用鋁合金或不銹鋼材質，通過鑄造或沖壓成型；所述下支架與四棱錐空心殼體連接部分為球形凹槽和球形凸臺結構，所述球形凹槽和球形凸臺大小匹配，球形凸臺可以在球形凹槽中自由轉動，實現四棱錐空心殼體在立體空間向各個方向旋轉，從而調整加熱方向和加熱面積；所述四棱錐空心殼體內部加熱棒采用硅碳棒、陶瓷管內部安裝電阻絲或者加熱石英管；所述反光板為平直結構；所述高度調節板內部為直槽口結構。本技術的有益效果為：本裝置由多個獨立的預熱裝置組成，將成形區分成多個可獨立預熱的小區域，可以調整獨立預熱裝置對不同區域進行不同溫度的預熱，從而實現成形粉末整體均勻預熱；每個獨立預熱裝置在立體空間內方向可調，能夠根據成形件的大小調整預熱區域，增加了預熱效率，節約了能源；本裝置可有效提高成形件精度及組織性能，對SLS成形技術的發展具有重要意義。附圖說明圖1是本裝置的整體結構示意圖；圖2是本裝置中高度調節板的結構示意圖；圖3是本裝置中下支架和四棱錐空心殼體的結構示意圖；圖4是本裝置中四棱錐空心殼體內部結構示意圖；圖5是本裝置中下支架與四棱錐空心殼體的連接部分示意圖；圖6是本裝置中一個獨立預熱裝置的結構示意圖；圖中：1、立柱，2、絲桿，3、驅動電機，4、上支架，5、下支架，6、高度調節板，7、紅外線測溫裝置，8、四棱錐空心殼體，9、加熱棒，10、反光板，11、控制系統，12、球形凹槽，13、球形凸臺。具體實施方式下面結合附圖對本技術做進一步說明：一種選擇性激光燒結SLS鋪粉預熱裝置，如圖1所示，包括立柱1、絲桿2、驅動電機3，上支架4、下支架5，高度調節板6、紅外線測溫裝置7、四棱錐空心殼體8、加熱棒9、反光板10以及控制系統11；其中，上支架4、下支架5和高度調節板6均采用鋁合金材質，以減輕整個裝置的重量；上支架4的兩側套接在水平固定的兩根絲桿2上，絲桿2兩端分別由立柱1支撐，絲桿2一端設置有驅動電機3，驅動電機3轉動時，驅動絲桿2轉動，從而帶動上支架4在絲桿2上水平移動，上支架4和下支架5通過高度調節板6連接，上下均由螺栓固定，高度調節板6如圖2所示，內部為直槽口結構，通過調節固定上支架4和下支架5的螺栓位置，實現調節下支架5與鋪粉面的距離；上支架4內側安裝紅外線測溫裝置7，對所鋪粉末進行測溫，下支架5的下部設置多個在立體空間內方向可調的四棱錐空心殼體8如圖3所示，四棱錐空心殼體采用鋁合金或不銹鋼材質，通過鑄造或沖壓成型；四棱錐空心殼體8內部如圖4所示，安裝多層加熱棒9，每層由四個加熱棒組成方形，加熱棒9可以是硅碳棒或者陶瓷管內部安裝電阻絲、加熱石英管；四棱錐空心殼體8的內壁上還設置有反光板10，反光板10為平直結構，對加熱棒9輻射的熱量進行反射，提升加熱效率；下支架5與四棱錐空心殼體8的連接部分如圖5所示，呈球形凹槽12和球形凸臺13結構，由于球形凹槽12和球形凸臺13大小匹配，球形凸臺13可以在球形凹槽12中自由轉動，實現四棱錐空心殼體8在立體空間向各個方向旋轉，從而調整加熱方向和加熱面積；單個的四棱錐空心殼體8及安裝在殼體內部的加熱棒9、反光板10構成一個獨立的預熱裝置如圖6所示，每個預熱裝置和紅外線測溫裝置7均與控制系統11相連，根據紅外線測溫裝置7反饋的溫度信息，控制每個四棱錐空心殼體8的朝向及其內部加熱棒9的溫度，實現所鋪粉末預熱溫度的整體均勻性。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本技術的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本技術的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本技術技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本技術的權利要求范圍當中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種選擇性激光燒結SLS鋪粉預熱裝置，其特征在于：包括立柱、絲桿、驅動電機，上支架、下支架，高度調節板、紅外線測溫裝置、四棱錐空心殼體、加熱棒、反光板以及控制系統；所述上支架的兩側套接在水平固定的兩根絲桿上，絲杠兩端分別由立柱支撐，絲桿一端設置有驅動電機，用于驅動絲桿轉動，帶動上支架水平移動，上支架和下支架通過高度調節板連接，由螺栓固定，高度調節板可以調節下支架與鋪粉面的距離，上支架內側安裝紅外線測溫裝置，對所鋪粉末進行測溫，下支架的下部設置多個在立體空間內方向可調的四棱錐空心殼體，四棱錐空心殼體內部安裝多層加熱棒，內壁上還設置有反光板，對加熱棒輻射的熱量進行反射；單個的四棱錐空心殼體及安裝在殼體內部的加熱棒、反光板構成一個獨立的預熱裝置，每個預熱裝置和紅外線測溫裝置均與控制系統相連，根據紅外線測溫裝置反饋的信息，控制每個四棱錐空心殼體的朝向及其內部加熱棒的溫度，實現所鋪粉末預熱均勻。

【技術特征摘要】
1.一種選擇性激光燒結SLS鋪粉預熱裝置，其特征在于：包括立柱、絲桿、驅動電機，上支架、下支架，高度調節板、紅外線測溫裝置、四棱錐空心殼體、加熱棒、反光板以及控制系統；所述上支架的兩側套接在水平固定的兩根絲桿上，絲杠兩端分別由立柱支撐，絲桿一端設置有驅動電機，用于驅動絲桿轉動，帶動上支架水平移動，上支架和下支架通過高度調節板連接，由螺栓固定，高度調節板可以調節下支架與鋪粉面的距離，上支架內側安裝紅外線測溫裝置，對所鋪粉末進行測溫，下支架的下部設置多個在立體空間內方向可調的四棱錐空心殼體，四棱錐空心殼體內部安裝多層加熱棒，內壁上還設置有反光板，對加熱棒輻射的熱量進行反射；單個的四棱錐空心殼體及安裝在殼體內部的加熱棒、反光板構成一個獨立的預熱裝置，每個預熱裝置和紅外線測溫裝置均與控制系統相連，根據紅外線測溫裝置反饋的信息，控制每個四棱錐空心殼體的朝向及其內部加熱...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白培康，趙占勇，王建宏，李玉新，劉斌，劉增祿，
申請(專利權)人：中北大學，
類型：新型
國別省市：山西;14