[发明专利]一种用于锡成型的快速成型装置及成型方法

说明书

技术领域

本发明属于快速成型领域，尤其涉及一种用于锡成型的快速成型装置及成型方法。

背景技术

锡快速成形技术（Rapid Prototyping，简称RP）是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维物理实体的技术总称。首先设计出所需零件的计算机三维模型（数字模型、CAD模型），然后根据工艺要求，按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元，通常在Z向将其按一定厚度进行离散（通常称为分层），把原来的三维CAD模型变成一系列的层片；再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，自动生成数控代码；最后由成形机成形一系列层片，这些层片在不断在Z方向累积，得到一个三维空间物理实体。

锡材料的快速成型，主要有两种方法，一种叫做SLS选择性激光烧结，该法采用激光器作能源，使用的造型材料为各种金属粉未材料。在工作台上均匀铺上一层很薄的(100μ-200μ) 粉未，激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结，一层完成后再进行下一层烧结。全部烧结完后去掉多余的粉未，再进行打磨、烘干等处理便获得零件。另外一种叫做多层激光熔覆（DED：Direct Metal Deposition），相当于多层激光熔覆，利用激光或其它能源在材料从喷嘴输出时同步熔化材料，凝固后形成实体层，逐层叠加最终形成三维实体零件。DED的成型精度较低，但是成型空间不受限制，因而常用于制作大型金属零件的毛坯。以上两种快速成型方法都需要激光或其他热源将金属熔化，加工过程复杂，设备造价昂贵。

因此，现有技术还有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于锡成型的快速成型装置及成型方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于锡成型的快速成型装置，其包括三维数控平台，三维数控平台上设置有承载平台，其中，所述承载平台上方设置有成型材料挤出仓与支撑材料挤出仓，成型材料挤出仓与支撑材料挤出仓上均设置有挤出机构，挤出机构包括出料管路，出料管路与挤出管路相连接，出料管路与挤出管路之间设置有能转动的螺杆，螺杆与一伺服电机相连接。

所述的快速成型装置，其中，成型材料挤出仓与支撑材料挤出仓相同，成型材料挤出仓包括一物料仓，物料仓下方设置有锥形仓，锥形仓与出料管路相连接。

所述的快速成型装置，其中，出料管路直径大于挤出管路直径，出料管路直径为0.35 mm-0.65mm，挤出管路直径为0.07 mm -0.12mm。

所述的快速成型装置，其中，螺杆每个脉冲的转动角度为0.0031°, 伺服电机的脉冲频率为180Hz-220Hz。 

一种使用所述快速成型装置的成型方法，其包括以下步骤：

A、将常温下具有定型的β锡制成厚度不大于12mm的锡板，将锡板置于零下17C°至零下21C°的环境中，冷冻3小时以上后，将β锡转变成α锡，将α锡的灰锡放入320目筛网过目，过目过程在零下9C°以下进行，过目后得到的320目以上α锡的锡粉末，粉末中值粒径0.0011mm，粒径复合正态分布；

B、将α锡的锡粉末运用逐点累积方法将粉末形成三维结构，在温度为87-93°的条件下，静置85分钟以上，通过三维数控平台完成粉末到定型的相变，形成三维实体，完成成型过程。

本发明提供的一种用于锡成型的快速成型装置及成型方法，实现了非加热工艺的锡快速成型，目前的锡快速成型技术都需要激光等热加工，本发明不需要热加工；快速成型所需环境温度在零下21°到零上93度之间，比较容易满足，成型速度较快，是目前激光选择性烧结成型技术的5倍，本发明成型装置结构简单，造价仅是选择性激光烧结系统的大约10%。

附图说明

图1为本发明中快速成型装置的结构示意图；

图2为本发明中快速成型装置俯视结构示意图；

图3为本发明中挤出机构的结构示意图；

图4为本发明中成型材料挤出仓的结构示意图；

图5为本发明中成型材料的切面结构示意图；

图6为本发明中成型材料的结构示意图；

图7为本发明中成型材料挤出点的排列结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于锡成型的快速成型装置及成型方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。