[发明专利]一种大型3D激光打印设备和打印方法

权利要求书

1.一种大型3D激光打印设备，包括开放结构的机床、气氛箱体、激光打印头、送粉机、机床数控系统、打印质量监控系统和激光发生器，其特征在于，

所述机床包括底座和悬臂梁，其中，所述底座的一个侧面一体化地固定连接一个悬臂梁支撑座；该底座上设有X轴滑动机构，所述X轴滑动机构上安装一工作平台，该工作平台的中部设有Z轴滑动机构，该Z轴滑动机构上设有铺粉底板；所述悬臂梁包括一体化结构且呈倒L形的立柱和横梁，并且立柱的下端固定安装在所述悬臂梁支撑座上，所述横梁上设有Y轴滑动机构；

所述气氛箱体安装在所述工作平台的中部，该气氛箱体将所述铺粉底板封闭在内；

所述激光打印头安装在所述Y轴滑动机构上并向下伸进所述气氛箱体内；

所述机床数控系统安装在悬臂梁支撑座上或立柱上；

所述送粉机、打印质量监控系统和激光发生器均安装在所述底座的一旁并与所述悬臂梁支撑座位于同一侧；所述激光发生器通过光钎与激光打印头光路连接；所述打印质量监控系统分别与送粉机、机床数控系统和激光发生器通信连接。

2.根据权利要求1所述的大型3D激光打印设备，其特征在于，所述底座与悬臂梁支撑座可以采用铸造或焊接形成一体化结构，也可以采用整体大理石结构。

3.根据权利要求1所述的大型3D激光打印设备，其特征在于，所述横梁与立柱的连接处设有加强筋板。

4.根据权利要求1所述的大型3D激光打印设备，其特征在于，所述气氛箱体的四周均开有手套孔。

5.一种大型3D激光打印方法，执行于权利要求1所述的大型3D激光打印设备，其特征在于，所述打印方法包括以下步骤：

S001，在激光打印头上或者是光纤光路中安装光敏传感器和光电传感器，将光敏传感器搜集到的激光打印工件时的反射光通过光电传感器转换为电信号，并将这些电信号存储在工控机的数据库里；

S002，根据不同的打印材料、激光功率、激光焦点进行反复打印试验，在数据库中设定不同的打印材料的打印质量合格品的激光打印参数的范围；

S0031，根据不同的打印材料，选用各种打印材料的正常激光参数，进行打印试验，然后在数据库里确定与各种打印材料对应的特性光电曲线；

S0032，选取各种打印材料的正常激光打印参数，再逐个改变激光打印参数进行打印试验，然后在数据库里确定打印质量合格品的激光打印参数的范围；

S0033，选取各种打印材料的正常激光打印参数，改变送粉量进行打印试验，然后在数据库里确定打印质量合格品的送粉量参数的范围；

S004，根据S0031确定的特性光电曲线、S0032确定的激光打印参数的范围和S0033确定的送粉量参数的范围拟合最优光电曲线；

S005，在数据库里确定不同的打印材料的打印质量合格品的光电曲线范围，这些光电曲线分布在最优光电曲线的两侧；

S006，开始打印工作，根据激光打印参数和打印效果生成实时光电曲线；

S007，将实时光电曲线与最优光电曲线进行比较；

S008，判断实时光电曲线如果在最优光电曲线之内，即认为产品打印合格，进入S0010；判断实时光电曲线如果在最优光电曲线之外，即认为产品打印不合格，打印质量监控系统报警，即进入S009；

S009，先人工干预或机床数控系统自动调整机床的运动参数，再重新回到S006开始打印；

S0010，继续打印，完成产品。

6.根据权利要求5所述的大型3D激光打印方法，其特征在于，进行S0032时，所述激光打印参数包括激光离焦量、激光功率、氩气气压、速度和气氛箱体内的含氧量。

7.根据权利要求5所述的大型3D激光打印方法，其特征在于，进行S009时，所述机床数控系统也可以连续调整机床的运动参数并打印，若打印产品还是不合格，即一定要人工干预，并在检查设备后再重新回到S006开始打印。