一種面成型的sls快速成型裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種面成型的SLS快速成型裝置，包括電阻絲加熱板、冷卻板、鋪粉輥子、工作缸和PC機系統(tǒng)，所述的工作缸由沿橫向依次等高并排設(shè)置的左回收缸、供粉缸、成型缸和右回收缸組成，在各工作缸內(nèi)均設(shè)置有可升降的活動板，鋪粉輥子位于四個缸的上工作平面，所述的電阻絲加熱板和冷卻板均設(shè)置在工作缸的上方，所述的PC機系統(tǒng)與電阻絲加熱板、冷卻板、鋪粉輥子以及各工作缸內(nèi)的可升降的活動板電連接。本實用新型在保證完整加工過程的基礎(chǔ)上，用電阻絲加熱板取代了傳統(tǒng)的激光器點光源，加工過程中對電阻絲加熱板上的電阻絲選擇性通電加熱，從而進行粉末的燒結(jié)，使其達(dá)到一個面成型的加工效果，加工效率大大提高。
【專利說明】
一種面成型的SLS快速成型裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于快速成型制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面成型的SLS快速成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]選區(qū)激光燒結(jié)(SLS)技術(shù)是快速成型技術(shù)領(lǐng)域中比較重要的一種成型工藝，其基本原理采用的是分層制造原理，以熱塑性粉末材料為原料通過激光掃描照射，將建好的三維模型轉(zhuǎn)化為實體。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，絕大多數(shù)傳統(tǒng)的SLS快速成型裝置所需的能量來源于激光發(fā)射出的能量，當(dāng)粉床上的粉末接收到這一能量后，便熔融而后冷卻凝固，這樣的裝置存在著以下幾個問題:(1)、激光發(fā)射器發(fā)射的光源為電光源，將光在粉末層上匯聚成點，讓光點按給定的路徑進行逐點掃描，因此要形成一層輪廓的話就需要對X、Y兩個方向進行控制，這樣會使得加工效率低；(2)、對一層輪廓加工時，存在同一層的不同部位加工時間不一，從而使得冷卻凝固時間不一，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，最終導(dǎo)致燒結(jié)件出現(xiàn)翹曲變形；(3)、能量由激光器提供，使得整個裝置的成本較高。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題加以解決，提供一種加工效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可明顯減少燒結(jié)件出現(xiàn)翹曲變形的面成型的SLS快速成型裝置。
[0005]為了達(dá)到上述目的而采取的技術(shù)解決方案如下所述:
[0006]—種面成型的SLS快速成型裝置，包括電阻絲加熱板、冷卻板、鋪粉輥子、工作缸和PC機系統(tǒng)，所述的工作缸由沿橫向依次等高并排設(shè)置的左回收缸、供粉缸、成型缸和右回收缸組成，在各工作缸內(nèi)均設(shè)置有可升降的活動板，鋪粉輥子位于四個缸的上工作平面，所述的電阻絲加熱板和冷卻板均設(shè)置在工作缸的上方，所述的P C機系統(tǒng)與電阻絲加熱板、冷卻板、鋪粉輥子以及各工作缸內(nèi)的可升降的活動板電連接。
[0007]本實用新型的進一步的技術(shù)解決方案還包括:電阻絲加熱板設(shè)置在成型缸的正上方，并可在PC機系統(tǒng)驅(qū)動下做上下方向的運動;冷卻板位于電阻絲加熱板行程的最高點工作位至最低點工作位之間，并可在PC機系統(tǒng)驅(qū)動下在成型缸和供粉缸的正上方區(qū)域內(nèi)做左右方向的運動；當(dāng)冷卻板運動抵近至電阻絲加熱板正下面后，冷卻板可在PC機系統(tǒng)驅(qū)動下對電阻絲加熱板進行冷卻。
[0008]本實用新型的進一步的技術(shù)解決方案還包括:電阻絲加熱板的加熱面、冷卻板的冷卻面以及成型缸的上缸面三者間的大小一致。
[0009]本實用新型的進一步的技術(shù)解決方案還包括:所述電阻絲加熱板自上至下依次由頂板、隔熱板和電阻絲組成。
[0010]實際工作中，該面成型的SLS快速成型裝置中的PC機系統(tǒng)控制供粉缸、成型缸和回收缸內(nèi)升降活動板的升降、電阻絲加熱板的通電加熱、冷卻板的通電冷卻和運動以及鋪粉輥子的推動和滾動，供粉缸在整個裝置中起到提供粉料的作用，成型缸在整個裝置中充當(dāng)加工區(qū)域的作用，兩側(cè)的回收缸對加工過程中多余的粉料進行回收利用，電阻絲加熱板起到提供能量的作用，冷卻板主要用于對電阻絲加熱板進行快速的冷卻。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型在保證完整加工過程的基礎(chǔ)上，用電阻絲加熱板取代了傳統(tǒng)的激光器點光源，加工過程中對電阻絲加熱板上的電阻絲選擇性通電加熱，從而進行粉末的燒結(jié)，使其達(dá)到一個面成型的加工效果，加工效率大大提高;對輪廓成型的過程中避免了同一輪廓層的內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，在一定程度上減少了翹曲變形的出現(xiàn)；電阻絲加熱板的價格較便宜，降低了成型設(shè)備的生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖2為本實用新型的加工過程示意圖；
[0014]圖3為本實用新型的冷卻過程示意圖；
[0015]圖4為電阻絲加熱板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中:I一電阻絲加熱板，1-1 一頂板，1-2—隔熱板，1-3—電阻絲；2—冷卻板;3—鋪粉輥子;4 一成型缸;5—供粉缸;6a—左回收缸，6b —右回收缸;7—PC機系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型所述的面成型的SLS快速成型裝置包括電阻絲加熱板1、冷卻板2、鋪粉輥子3、工作缸、和PC機系統(tǒng)7。其中的工作缸由沿橫向依次等高并排設(shè)置的左回收缸6a、供粉缸5、成型缸4和右回收缸6b組成；電阻絲加熱板I上插了密排的電阻絲，其直徑為0.5mm，溫度可達(dá)200 °C。
[0019]該面成型的SLS快速成型裝置中，由頂板1-1、隔熱板1-2、電阻絲1-3組成的電阻絲加熱板I位于整個裝置的最上端且位于成型缸4的正上方，用于為加工過程提供能量的來源;冷卻板2位于電阻絲加熱板I上下行程的最高點工作位至最低點工作位之間，可在PC機系統(tǒng)7的驅(qū)動下在成型缸和供粉缸的正上方區(qū)域內(nèi)做左右方向的水平運動，起到對電阻絲加熱板I進行迅速冷卻的作用；左回收缸6a、成型缸4、供粉缸5和右回收缸6b沿橫向依次等高并排位于整個裝置的最底端，成型缸4是加工過程中的工作區(qū)域，供粉缸5為加工過程提供粉料，兩個回收缸起到對多余粉料回收的作用，在成型缸4、供粉缸5和左右兩側(cè)的回收缸內(nèi)均設(shè)有一塊由PC機系統(tǒng)7控制的可升降的活動板;鋪粉輥子3設(shè)在四缸的上端并與四個工作缸的上工作面相接觸，在PC機系統(tǒng)7的控制下鋪粉輥子3沿水平方向往復(fù)運動，對粉料起到刮平和推送的作用;PC機系統(tǒng)7位于整個裝置的最左端，起到控制的作用。
[0020]本實用新型所述鋪粉裝置的工作原理如下所述。
[0021]如圖1所示，供粉缸5內(nèi)裝有大量的待加工粉末，粉末材料選擇軟化點較低的粉末材料，例如松香樹脂粉等，成型缸4內(nèi)的活動板位于其運動行程的最上端，電阻絲加熱板I位于成型缸4的正上端，冷卻板2位于供粉缸5的正上端，鋪粉輥子3位于供粉缸5的最右端。
[0022]如圖2所示，當(dāng)接收到加工信息時，成型缸4中的活動板的在PC機系統(tǒng)7的控制下下降一個加工層厚，同時供粉缸5中的活動板在PC機系統(tǒng)7的控制下上升一個加工層厚(為了保證成型缸4內(nèi)的粉末充足且被刮平，供粉缸5中的活動板上升的層厚可稍大于一個加工層厚)；驅(qū)動鋪粉輥子3從右端開始一次來回的水平運動，將供粉缸5內(nèi)上升起來的粉末推送到成型缸4內(nèi)，同時將上工作面的粉末刮平，多余的少量粉末被推送到左右兩側(cè)的回收缸中；PC機系統(tǒng)7將第一層的輪廓信息傳輸給電阻絲加熱板I，電阻絲加熱板I有選擇性地對其底部的電阻絲進行通電，使其迅速的升溫到較高的溫度，同時電阻絲加熱板I在PC機系統(tǒng)7的控制下下降直至與成型缸4內(nèi)的粉末接觸，對該層的粉末進行加工;該過程為一次性成型，未通電的電阻絲所接觸到的粉末仍然為散粉末狀態(tài)。
[0023]如圖3所示，當(dāng)一層的輪廓面加工完成，電阻絲加熱板I在PC機系統(tǒng)的控制下上升到原有位置，冷卻板2在PC機系統(tǒng)7的控制下水平運動到電阻絲加熱板I的下端，使其迅速冷卻;與此同時，成型缸4中的活動板再下降一個層厚的高度，供粉缸5中的活動板再上升稍大于一個層厚的高度，驅(qū)動鋪粉輥子3對粉末進行推送和刮平，多余的粉末推送到兩側(cè)的回收缸內(nèi)。
[0024]如此往復(fù)加工直至整個制件加工完成。當(dāng)需要對左、右回收缸6內(nèi)的粉末進行清理時，無需人工的手動操作，只需通過升降活動板將回收缸6a、6b內(nèi)的粉末升至最上端，然后利用鋪粉輥子3將粉末推送到兩個供粉缸內(nèi)即可。
[0025]如圖4所示，本實用新型采用的電阻絲加熱板I由頂板1-1、隔熱板1-2和電阻絲1-3組成，電阻絲只露出很小一部分，其絕大部分都在頂板和隔熱板內(nèi)插著，在對某根電阻絲通電的過程中，由于有隔熱板的存在，使得通電電阻絲對周邊未通電的電阻絲的影響大大降低。
[0026]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和補充，這些改進和補充也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種面成型的SLS快速成型裝置，其特征在于:包括電阻絲加熱板(1)、冷卻板(2)、鋪粉輥子(3)、工作缸和PC機系統(tǒng)(7)，所述的工作缸由沿橫向依次等高并排設(shè)置的左回收缸(6a)、供粉缸(5)、成型缸(4)和右回收缸(6b)組成，在各工作缸內(nèi)均設(shè)置有可升降的活動板，鋪粉輥子(3)位于四個缸的上工作平面，所述的電阻絲加熱板(I)和冷卻板(2)均設(shè)置在工作缸的上方，所述的PC機系統(tǒng)(7)與電阻絲加熱板(1)、冷卻板(2)、鋪粉輥子(3)以及各工作缸內(nèi)的可升降的活動板電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面成型的SLS快速成型裝置，其特征在于:所述的電阻絲加熱板(I)設(shè)置在成型缸(4)的正上方，并可在PC機系統(tǒng)(7)驅(qū)動下做上下方向的運動;所述的冷卻板(2)位于電阻絲加熱板(I)行程的最高點工作位至最低點工作位之間，并可在PC機系統(tǒng)(7)驅(qū)動下在成型缸(4)和供粉缸(5)的正上方區(qū)域內(nèi)做左右方向的運動；當(dāng)冷卻板(2)運動抵近至電阻絲加熱板(I)正下面后，冷卻板(2)可在PC機系統(tǒng)(7)驅(qū)動下對電阻絲加熱板(I)進行冷卻。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的面成型的SLS快速成型裝置，其特征在于:所述電阻絲加熱板(I)的加熱面、冷卻板(2)的冷卻面以及成型缸(4)的上缸面三者間的大小一致。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的面成型的SLS快速成型裝置，其特征在于，所述電阻絲加熱板(I)自上至下依次由頂板(1-1)、隔熱板(1-2)和電阻絲(1-3)組成。
【文檔編號】B29C67/06GK205416413SQ201620244105
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】楊來俠, 龔林
【申請人】西安科技大學(xué)