[发明专利]一种打印中空圆筒型构件的3D打印专用设备及其打印方法

说明书

本发明涉及一种打印中空圆筒型构件的3D打印专用设备及其打印方法，包括打印装置和铺粉装置，所述打印装置包括装置壳体和打印基板，所述打印基板位于所述装置壳体的内部并在所述装置壳体的内部上下移动；所述铺粉装置悬挂在所述打印装置的上方，所述铺粉装置包括平台整体、送粉管道、若干个激光振镜和若干个刮刀；若干个所述刮刀均与所述平台整体转动连接；每个所述刮刀的下端面与所述打印基板之间的距离不同。本发明采用多个可旋转的刮刀及对应数量的激光振镜，将打印基板分为若干个打印区域，实现分区激光和打印，通过设置每个刮刀与打印基板之间距离的连续变化实现阶梯式旋转铺粉，可将打印效率提升接近16倍，最终提高产品质量。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，具体涉及一种打印中空圆筒型构件的3D打印专用设备及其打印方法。

背景技术

目前主流的金属3D打印技术SLM(激光选区熔化技术)是一种新兴的增材制造技术，通过逐层铺粉熔化金属粉末叠加实现零件的制备过程，在激光选区熔化过程中，经聚焦后的机管员按CAD图形数据对工作平台粉末进行选择烧结，高能的聚焦激光束使得粉末完全熔化和紧密结合。采用激光选区熔化技术制备出的零件可以达到理论密度水平，是一种极具发展前景的快速成型技术，尤其在航空航天、模具、石油管道等领域有着极为重要的应用前景。

目前在航空航天，石油管道，燃气轮机领域有不少中空圆筒型的大型结构件可以用3D打印技术进行研发和生产。但是，市面上的金属3D打印机没有针对此类产品的专用设备。现有的3D打印设备在打印这些中空圆筒型的大型结构件时，打印一件产品往往需要十几天甚至一个月的时间，产品在长时间的打印过程中已经逐渐释放应力，导致产品的最终形变超差。针对中空圆筒型的大型结构件急需一套高效率稳定的金属3D打印专用设备。

有鉴于此，设计一种针对中空圆筒型构件的3D打印专用设备及其打印方法，设置多个刮刀和对应的激光振镜实现分区及阶梯式打印，提升打印效率，最终提高产品质量，对本领域技术人员来说是有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种打印中空圆筒型构件的3D打印专用设备及其打印方法以提升打印效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种打印中空圆筒型构件的3D打印专用设备，包括

打印装置，所述打印装置包括装置壳体和打印基板，所述打印基板位于所述装置壳体的内部并在所述装置壳体的内部上下移动，所述打印基板用于承载3D打印粉末及形成的产品；

铺粉装置，所述铺粉装置悬挂在所述打印装置的上方，所述铺粉装置包括平台整体、送粉管道、若干个激光振镜和若干个刮刀，

所述送粉管道与每个所述刮刀均连通，所述送粉管道用于向所述刮刀提供3D打印粉末；

若干个所述激光振镜均位于所述平台整体的上方，所述激光振镜用于发出激光照射打印基板上的3D打印粉末，使其固化；

若干个所述刮刀均位于所述平台的下方，若干个所述刮刀均与所述平台整体转动连接；每个所述刮刀的下端面与所述打印基板之间的距离不同。

优选地，所述装置壳体为中空圆柱壳体，所述打印基板为圆台，所述圆台的外圈半径略小于或等于所述中空圆柱壳体的内圈半径。

优选地，所述打印基板在所述装置壳体内部上下移动通过移动装置实现，所述移动装置位于所述打印基板的下方并与所述装置壳体固定连接。

优选地，所述移动装置包括丝杆驱动电机、固定平台和若干个丝杆；若干个所述丝杆均匀分布在所述打印基板在所述固定平台之间，所述丝杆驱动电机位于所述固定平台的下方。

优选地，若干个所述刮刀与所述平台整体之间转动连接通过转动装置实现，所述转动装置包括转轴和旋转驱动电机。