[发明专利]带有梯度供粉系统的多材料3D打印机

说明书

一种带有梯度供粉系统的多材料3D打印机，包括机架、密封箱体、成型缸系统、铺粉系统、光学系统和除尘净化系统等，在成型缸的一侧安装有可实现横截面水平连续梯度变化的梯度供粉系统，在成型缸相对的另一侧也安装有一套供粉系统，该3D打印机不但可以实现两种或两种以上粉体材料水平截面连续的梯度变化，而且还可以实现高度Z轴方向的材料梯度变化，可以实现多材料3D打印。

技术领域

本发明涉及一种带有梯度供粉系统的多材料3D打印机，属于增材制造领域。

背景技术

梯度材料是指两种或两种以上性能不同的材料，通过改变这些材料的组成和结构，使其无界面地逐渐变化或突然变化而形成的材料，用3D打印方法进行梯度材料等多材料的研究已有相关介绍，如在先前申请的带有梯度供粉系统的3D打印机(CN109047765A)，可以实现由一种材料到另一种材料在加工水平截面连续的梯度变化，但不能实现高度Z轴方向的梯度变化，而专利CN106735214A介绍了一种功能梯度材料零件的3D打印装置及3D打印成形方法，可以实现高度Z轴方向的材料梯度变化，但不能实现水平截面的梯度变化，如果开发一种不但可以实现水平截面连续的梯度变化，而且还能实现高度Z轴方向的梯度变化的多材料3D打印机，就会为梯度材料的开发研究及新材料的开发研究提供了很大的灵活性和便利性，促进多材料的复合和优化选择和优化使用，很有实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有梯度供粉系统的多材料3D打印机，该种带有梯度供粉系统的多材料3D打印机不但可以实现两种或两种以上粉体材料水平截面连续的梯度变化，而且还可以实现高度Z轴方向的材料梯度变化，可以实现多材料3D打印。

本发明的上述目的是这样实现的：提供一种带有梯度供粉系统的多材料3D打印机，它包括机架、密封箱体，包括激光、振镜、准直镜等功能部件组成的光学系统，包括成型缸系统、铺粉系统、落料系统和除尘净化系统等，在成型缸的一侧的工作台面上方，安装有可实现横截面水平连续梯度变化的梯度供粉系统，所述的在成型缸一侧工作台面的上方安装的梯度供粉系统，该梯度供粉系统落料口位于成型缸与一侧落料系统落料口之间，在成型缸相对的另一侧的工作台面上方，也安装有一套供粉系统，该供粉系统落料口位于成型缸与另一侧落料系统落料口之间，在成型缸上口的工作台面上面，安装有可沿X轴往复移动的斗式铺粉小车，成型缸两侧的供粉系统的粉料由落料口处落入斗式铺粉小车的斗内，斗式铺粉小车移动经过成型缸，将粉料均匀铺满成型缸上表面，由聚焦的激光束对粉料选择性地进行烧结加工成型。

所述的安装在成型缸另一侧工作台面上方的供粉系统，为可实现横截面水平连续梯度变化的梯度供粉系统，该梯度供粉系统可加入不少于一种的粉料。

所述的安装在成型缸上口工作台面上面的可沿X轴往复移动的斗式铺粉小车，共有两个，左斗式铺粉小车51和右斗式铺粉小车52，左斗式铺粉小车51仅在左侧梯度供粉系统落料口61a处接收左侧梯度供粉系统61的粉料，右斗式铺粉小车52仅在右侧梯度供粉系统落料口62a处接收右侧梯度供粉系统62的粉料。

本发明的带有梯度供粉系统的多材料3D打印机，具有如下有益的效果：

带有梯度供粉系统的多材料3D打印机，不但可以保证每次铺粉层水平面沿垂直于铺粉方向材料组成的梯度变化比例始终是恒定的，而且还可以实现成形高度方向上的材料组成变化，通过后续精密的激光选区烧结加工，可以简单快速地得到功能梯度材料试验样件或零件，可以快速获得多材料组成连续变化的材料，可以快速获得不同组成材料的组织、物理性能、机械性能数据，对功能材料、新材料的研究开发产生深远影响。

下面结合附图和实施例对本发明的带有梯度供粉系统的多材料3D打印机作进一步说明。

附图说明

图1为带有梯度供粉系统的多材料3D打印机实施例的正剖视示意图；

图2为带有梯度供粉系统的多材料3D打印机左侧梯度供粉系统供粉时成型缸横向截面材料分布方位示意图；