[发明专利]一种选区激光熔化设备的防黏粉装置

说明书

本发明涉及快速原型制造技术，提供了一种选区激光熔化设备中的防黏粉装置。本发明中包括丝杆导轨、导轨支架、滑块、防黏粉挡板、电机驱动系统和计算机控制系统。防黏粉挡板的两端分别通过螺栓固定在滑块上，两滑块与丝杆导轨咬合，导轨与电机驱动系统相连，电机驱动系统由计算机控制系统控制，二者使挡板跟随激光束的扫描路径移动，对已打印完成的区域。由于打印过程中激光束扫描过粉末材料时，对粉末有一定冲击力，且保护气体由成型室一侧的进气装置吹向另一侧，在气流作用下，飞溅产生的粉末颗粒会被吹向已打印完成的区域，即出现黏粉现象。防黏粉挡板装置可有效避免这一问题，提高选区激光熔化零部件的表面质量和精度。

技术领域

本发明属于快速原型制造领域，具体涉及一种选区激光熔化设备的防黏粉装置。

背景技术

快速原型制造技术可以将CAD模型自动快速地转化为具有一定结构和性能的原型或直接制造成零部件。选区激光熔化的原理是在基板上铺一层粉末材料，用激光束按照一定的轨迹和速度扫描金属粉末，被照射到的粉末材料快速熔化再凝固，扫描结束后平台下降一个等同于粉末层厚的高度，随后重复上述的加工过程直至整个零件成形。利用该工艺可快速制造出形状复杂、性能良好的零部件。控制成形件的表面精度是选区激光熔化技术的工艺关键之一，而表面黏粉现象会严重影响成形件的表面质量和精度。由于在扫描过程中，激光束对熔池具有一定的冲击作用，液态金属产生大量的细微球化现象，在保护气体产生的气流作用下，极易被吹向已经成形的区域，即出现黏粉现象。专利CN107234351A公开了提供了一种基于熔池飞溅检测的闭环激光加工质量控制装置，包括激光加工头、飞溅物挡板和多个热像仪；激光加工头呈圆筒状，底部末端设置有锥形加工嘴，内部的空腔内设置有聚焦镜和保护镜片，外侧壁上设置有保护气帘；飞溅物挡板环绕在激光加工头外围，呈伞状，内部带有循环水冷通道，飞溅物挡板的上表面设置有进水口和出水口；飞溅物挡板通过可拆卸结构与激光加工头连接；多个热像仪均匀设置在激光加工头的外壁上，并位于飞溅物挡板之下。该专利所设计的防飞溅装置适用于激光头与打印材料距离较近的情况，如激光同轴送粉工艺。其挡板设置在激光头两端，在成形过程中，始终跟随激光头位置而移动。选区激光熔化设备有一密闭的立体成形室，而光源系统和扫描振镜均设置在成型室以外，激光通过成型室顶部的保护镜进入，即在成形过程中，成型室内仅有激光光束，并且成形过程中光源位置的移动是通过振镜的偏转来完成，激光头位置无需移动。故上述专利中的防飞溅装置无法用于选区激光熔化技术。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种选区激光熔化设备的防黏粉装置。

本发明所采取的技术方案如下：一种选区激光熔化设备的防黏粉装置，包含设置在选区激光熔化设备成型室内的防黏粉挡板、固定挡板所用的滑块、与所述滑块连接配合的能使挡板进行移动的丝杆导轨、设置在成型室外的电机驱动系统和计算机控制系统。

防黏粉挡板与滑块之间为可拆卸连接。

防黏粉挡板与滑块之间通过螺栓固定。

电机控制系统通过控制丝杆导轨旋转使防黏粉挡板发生移动，防黏粉挡板的运动路径与激光扫描路径在X轴方向的分量相同。

防黏粉挡板跟随激光光束移动，二者距离保持在1cm。

丝杆导轨一端与电机驱动系统相连，在电机驱动系统的驱动作用下发生运动，另一端伸出成型室。

选区激光熔化逐层打印过程中，每完成一层，防黏粉挡板需要先复位，即回到开始打印前的靠近电机驱动系统一侧的位置。

本发明的有益效果如下：由于激光扫描金属粉末时对熔池具有一定冲击作用，使未熔化完全的金属颗粒产生一定程度的飞溅，这部分颗粒在保护气体产生的气流的作用下，被吹向已经打印完成的一侧，而加上防黏粉装置，在防黏粉挡板的保护作用下，可避免飞溅的颗粒落在已成形的区域上。本发明可有效避免选区激光熔化过程中出现的黏粉现象，防止由于黏粉造成的凸起损坏选区熔化设备中的铺粉装置，降低零件损坏风险，提高成形件的表面质量和精度。