[发明专利]3D形状制造用粉末供给装置

说明书

本发明涉及3D形状制造用粉末供给装置，包括加工头、速度检测部和控制部。加工头具有：激光照射部，用于照射激光束，以熔融供给至熔池的粉末；粉末喷射部，设置在激光照射部的外侧，用于喷射要向熔池供给的粉末。速度检测部沿着加工路径检测加工头的移动速度。控制部从速度检测部接收加工头的移动速度数据，当加工头的移动速度降低时，使加工头或粉末喷射部上升，以减少向熔池供给的粉末的量。

技术领域

本发明涉及一种3D形状制造用粉末供给装置(Apparatus for supplying powderfor manufacturing three dimensional shapes)，更具体而言，涉及重复实施如下作业来制造3D形状的3D形状制造用粉末供给装置，即一边向熔池供给粉末一边照射激光束来熔敷粉末，从而形成粉末层。

背景技术

通常，3D打印是指在计算机上沿一个方向对将要制造的产品的CAD数据进行切片，并将切片后的二维截面形状依次打印层积来制造3D形状的装置。

3D打印主要用于新产品投放市场前的样品制作，以检测及纠正实际产品中存在什么问题，最近，随着3D打印工序及材料属性的发展，3D打印制造出的产品的耐用性和尺寸精度得到提高，其应用领域逐渐扩大。

3D打印可以分为：通过喷嘴或孔口选择性地挤压材料来进行层积的方法；利用喷墨头滴下材料墨水来进行层积的方法；向液体树脂或涂敷的粉末状材料照射紫外光或激光束，使其硬化或熔敷来进行层积的方法；利用喷墨头将液体状态的粘合剂选择性地洒向粉末材料上进行层积的方法；向熔池供给粉末来层积粉末层的方法等，所述熔池通过将激光束或电子束聚焦在基底部表面而获得。

图1是示出通过照射激光束L来熔敷所供给的粉末P来形成粉末层1的方法中的利用加工头来形成粉末层的现有方法的图。

参照图1，加工头10由激光照射部11和粉末喷射部12构成，激光照射部11用于照射激光束L，所述激光束L用于熔融向基底部2上形成的熔池3供给的粉末P；粉末喷射部12用于喷射要向熔池3供给的粉末P。

通过重复如下动作，即，一边使加工头10向一方向移动，一边将粉末P向基底部2上形成的熔池3喷射，并且从加工头10照射激光束L来熔融固化粉末层1，从而将粉末层1层积多层进而形成3D形状。

然而，一直以来，在沿着加工路径移动加工头10的过程中，无论加工头10的移动速度如何，均向熔池3供给等量粉末P，因此粉末层1的高度在局部上会有所不同，产生粉末层1的表面不均匀的问题。

例如，如果加工路径由直线部和拐角部组合构成，则加工头10d在直线部的移动速度相对较快，在拐角部的移动速度相对较慢。如此地，如果对加工头10的移动速度快的位置S1和慢的位置S2同等地供给粉末P，则在加工头10的移动速度慢的位置S2层积的粉末P的量会变多，导致相应位置上的粉末层1的高度变得相对高。

为了形成3D形状，需要将粉末层1层积多层，但是如果使粉末层1的高度偏差继续重复积累在同一位置上，则会导致最终制得的产品尺寸不良。

另外，当已层积的粉末层1的一部分高度形成得相对高时，如果继续供给等量的粉末P，则在最终制得的产品的相应部位高度形成得相对也高，导致产品尺寸不良。

发明内容

本发明的一方面提供一种3D形状制造用粉末供给装置，通过接收用于喷射粉末的加工头的移动速度或粉末层的高度数据来控制供给至熔池的粉末的量，从而能够均匀地形成粉末层的表面，并且能够提高最终制得的产品的尺寸精度。