[发明专利]一种环形四缸高效快速成型装置及方法

说明书

本发明公开了一种环形四缸高效快速成型装置及方法，该装置包括两个激光光源、两个成型缸、两个过渡缸、铺粉辊子、旋转底座、十字交叉隔板、两个成型缸升降托板、两个过渡缸升降托板，两个成型缸与两个过渡缸共同组成环形四缸体，且每个缸大小相同，四个缸分别被十字交叉隔板相互隔离独立，成型缸用于装载成型件与粉末支撑材料，内部设有成型缸升降托板，对成型件作升降运动，激光光源分别安置于两个成型缸正上方，对成型缸内的粉末扫描照射烧结成型，两个过渡缸同时用于回收与供给粉末材料，旋转底座位于十字交叉隔板交叉处，驱动其上安装的铺粉辊子旋转并对粉末材料进行补充与回收。本发明可提升加工效率、降低人工劳动量、利于实现自动化制造。

技术领域

本发明属于快速成型制造设备技术领域，具体涉及一种环形四缸高效快速成型装置及方法。

背景技术

快速成型技术(又称为快速原型制造技术，Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)，又被称作3D打印。该技术根据物体的三维模型数据，通过成型设备以逐层叠加的方式制造实体，它能克服目前传统机械加工无法实现的特殊结构障碍。可以实现任意复杂结构部件的简单化生产。现有3D打印技术主要分为：熔融沉积成型(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、光固化成型(SLA)、数字光处理(DLP)等。

对于选择性激光烧结(SLS)，现有装置的基本实现方式是：采用激光有选择地分层烧结固态粉末，并使烧结成型的固化层叠加生成所需形状的零件，其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。传统的SLS快速成型装置大多采用的是单光源双缸升降式辊筒铺粉装置，工作时供粉缸送粉活塞上升，由铺粉辊将粉末在成型缸工作活塞上均匀铺上一层。计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。烧结完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统再次铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层，如此反复循环，层层叠加，直到三维零件成型。最后，取出成型件并将未烧结的粉末回收到回收缸中。再将成型缸上升到加工前的位置，并将供粉缸下降到加工前的位置，人工地将回收缸的多余粉料取出送入供粉缸内。这种方式不仅加工效率低、粉料用量多，而且人工劳动量大、不利于自动化制造。

发明内容

本发明的目的在于克服了上述现有技术中的缺点，提供一种环形四缸高效快速成型装置及方法，采用该快速成型装置，可提升加工效率、降低人工劳动量、利于实现自动化制造。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种环形四缸高效快速成型装置，主要包括第一激光光源、第二激光光源、第一成型缸、第二成型缸、第一过渡缸、第二过渡缸、铺粉辊子、旋转底座、第一成型缸升降托板、第二成型缸升降托板、第一过渡缸升降托板、第二过渡缸升降托板以及十字交叉隔板。两个成型缸与两个过渡缸共同组成环形四缸体，且每个缸大小相同，四个缸被十字交叉隔板相互隔离独立，两个成型缸成对角对称分布，两个过渡缸成对角对称分布，两个激光光源分别位于第一成型缸与第二成型缸正上方，旋转底座位于十字交叉隔板交叉处，其上安装有铺粉辊子。

上述环形四缸高效快速成型装置中，所述激光光源包含第一激光光源与第二激光光源，由CO2激光发射器和扫描振镜组成，分别安置于第一成型缸与第二成型缸正上方，对成型缸内的粉末扫描照射烧结成型。

上述环形四缸高效快速成型装置中，所述成型缸为两个等容积等形状对称的两个缸体，用来装载打印出的成型件与粉末支撑材料，缸体内部设有升降托板，用来对成型件作升降运动。

上述环形四缸高效快速成型装置中，所述过渡缸为两个等容积等形状对称的两个缸体，过渡缸同时用于回收与供给粉末材料，缸体内部设有升降托板，用来对粉末材料作升降运动，以起到回收与供给粉末材料的用途。

上述环形四缸高效快速成型装置中，所述铺粉辊子形状为十字圆柱形，安装于旋转底座上，用来对成型缸内完成铺粉过程，旋转底座安装于十字交叉隔板的中心顶端处，用来驱动铺粉辊子作旋转运动。