[发明专利]一种多材料零件3D打印机及其打印方法

说明书

本发明涉及一种多材料零件3D打印机，其包括供粉装置、余粉清除装置、成型装置和控制装置。所述供粉装置包含铺粉盒、刮板、多个定量供粉漏斗、送粉管等。所述余粉清除装置包含第一吸尘头、第二吸尘头等。所述第一吸尘头固定于铺粉盒靠近铺粉平台一侧侧壁的底部，略高于铺粉平台高度；所述第二吸尘头固定于铺粉盒远离铺粉平台一侧侧壁的顶部。相对于现有技术，本发明的多材料零件3D打印机通过在铺粉盒上设置第一吸尘头和第二吸尘头、以及专门设置用于铺粉盒粉尘清除的第三吸尘头和吹尘头，从而依次完成铺粉平台上的铺粉和余粉的清除，并保证下次铺粉时不混有上次铺粉的余粉，避免了多材料零件的各材料区域成分不纯，实现了多材料零件的打印。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，特别是涉及一种多材料零件3D打印机及其打印方法。

背景技术

当前，基于粉末床熔融原理的激光3D打印技术主要包括激光选区熔化技术(Selective Laser Melting，SLM)、选区激光烧结技术(Selective Laser Sintering，SLS)等。这类技术一般采用刮板或辊轮将粉末逐层铺设在成型区域，然后用激光束有选择地对成型区域内粉末进行熔化或烧结，使其固化，之后在铺设下一层粉末，再固化，如此循环层层累积成三维实体。在成型过程中，粉末除了用于成型零件以外，其余堆积在升降平台上的粉末，还起到填充到升降台上，为下一层粉末的铺设提供粉末支撑甚至零件支撑的作用。

上述3D打印技术每一次执行成型区域内粉末进行熔化或烧结后，由于难以将选区外粉末有效清理回收，再输入新的异种材料，因此传统上述两种技术在一次3D打印过程中一般只用一种材料(单组元材料、合金、包覆粉末等)，很难获得在同一层内具有灵活布置的不同材料的多材料零件，无法实现多材料零件的打印。而实际上大多数零部件或产品均由多种材料构成的。其无法实现多材料3D打印的主要原因为每次熔化或烧结后，成型区内存在异种粉末，如需基于粉末床熔融原理自同地展开多材料零件3D打印，无法将成型过程中妨碍多材料零件成型的多余粉末去除掉，这些多余的粉末包括：粘附在供粉装置或铺粉公共通道上产生材料污染的粉尘、选区外的异种粉末、同一成型层不同区域多材料激光成型时未清理干净的粉末、相邻成型层采用不同种材料激光成型时未清理干净的粉末，这些异种粉末均容易成型零件中混有不同材料的杂质或导致打印失败。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种能够实现多材料零件3D打印机及其打印方法，以实现多材料零件的3D打印。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：

本发明的多材料零件3D打印机，包括成型装置、供粉装置、余粉清除装置和控制装置；

所述成型装置包括成型室、激光扫描头、以及位于成型室腔内的成型缸体及升降台，所述激光扫描头位于所述升降台的正上方，所述升降台位于成型缸体内部，与成型缸体配合，可沿成型缸体内壁作升降运动；

所述供粉装置包括铺粉盒、刮板、多个定量供粉漏斗、与所述定量供粉漏斗数量相同的送粉管；所述定量供粉漏斗位于所述成型室外部上方，所述送粉管、铺粉盒位于所述成型室内；所述铺粉盒位于成型缸体上方、各送粉管下方，可沿水平方向在成型缸体与各送粉管之间左右滑行；所述定量供粉漏斗底部与所述送粉管之间通过管道连接；所述刮板固定于所述铺粉盒左侧底部；

所述余粉清除装置包括第一吸尘头、第二吸尘头、第三吸尘头、吹尘头、集尘器、过滤器、风机和若干管道；

所述第一吸尘头，固定于铺粉盒右侧侧壁的底部，略高于成型缸体顶部平面高度；所述第二吸尘头，固定于铺粉盒左侧侧壁的顶部；所述吹尘头和所述第三吸尘头安装于成型室远离成型缸体左侧侧壁，所述吹尘头与所述第三吸尘头分布于沿垂直方向的同一直线上；所述第一吸尘头、第二吸尘头和第三吸尘头通过管道依次接通所述集尘器和风机的进风口，所述吹尘头通过管道接通所述风机的出风口；所述过滤器位于集成器和风机之间；

所述控制装置控制所述供粉装置、余粉清除装置和成型装置的工作。