CN104259892A - 一种选区激光熔化制件与基板的分离方法 - Google Patents

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赵进炎
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陈继民
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KANGSHUO ELECTRIC GROUP Co.,Ltd.
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Beijing University of Technology
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23H11/003—Mounting of workpieces, e.g. working-tables

Abstract

本发明公开了一种专用于选区激光熔化制件与基板的分离方法，特别涉及一种基板固定夹具的设计方案，主要目的在于实现沿基板平面方向基板与零件的分离，特别针适用于锯切割机，也可用于线切割。整套夹具包括基座、夹板以及固定螺钉，与现有的夹具相比，增加了一个固定方向，特别适合于较薄板材沿其平面方向切割的情况，固定板与基座的一体结构保证了整套夹具的稳定性；第一夹板导轨的存在增加了不同厚度基板切割的选择范围；第一夹板上的短凸起设计解决了基板悬空固定时定位倾斜的问题。以上设计在保证切割效率的同时，可以保证切割的准确性与安全性。

Description

一种选区激光熔化制件与基板的分离方法
技术领域
本发明属于快速成型零件与基板分离方法的发明，特别涉及一种用于选区激光熔化制件切割夹具的设计，有望用于3D打印技术领域中零件与金属基板的分离。
背景技术
选区激光熔化属于典型的金属3D打印技术，其基本原理是采用高能量激光束在振镜作用下，将按照设定层厚均匀铺设在基板上的金属粉末选择性的扫描熔化，然后基板下降一个层厚，重复下层的加工，如此往复层层堆积，最终完成金属零件的加工。该技术不同于传统的减法制造技术，可避免贵重金属的浪费节约成本，同时对于制造具有精密复杂结构和特定几何形状的制件也具有显著优势。基于以上特点，该技术逐步应用到了口腔修复领域，病人只需要扫描三维数据构建CAD模型，就可以实现牙齿修复体高精度、高效率、高度个性化的制造，是口腔医学发展的新方向和修复体制造的未来趋势。
选区激光熔化技术需要选择金属基板，将制造的零件打印在该基板上，由于两者之间属于冶金结合，这就为分离带来了不便。目前的分离方式包括线切割和锯切割两种，针对于选区激光熔化零件的生长方向的特殊性，金属丝或切割片需要沿基板平面进行切割，所配备的夹具往往无法沿切割方向牢固固定厚度只有5mm左右的基板，容易发生切割片断裂和切割方向倾斜的现象。本发明针对于选区激光熔化制作的小尺寸零件，特别设计一种机械夹具用以辅助分离零件与金属基板。
发明内容
本发明的主要目的在于实现选区激光熔化零件与金属基板的分离，特别设计一种切割夹具，可适用于锯切割机和线切割机，解决切割方向平行于基板平面时基板无法牢固固定的问题，可实现安全快速切割。
本发明所设计的一种选区激光熔化制件与基板的分离方法，其特征在于，应用如下切割夹具，该切割夹具包括基座和矩形夹板；
所述基座包括带有梯形导轨2的底座1，以及分立底座两侧的L形固定板3和矩形固定板4，三者为一体结构；L形固定板的长边方向与导轨长边方向平行，均位于底座同一侧；L形固定板短边方向的上沿和下沿分别有一个内含螺纹的圆形定位孔；
所述的矩形固定板厚度方向平行于L形固定板的短边方向，该方向上L形固定板短边方向的内边沿线7与矩形固定板的外边沿线8共线；矩形固定板厚度方向并排设有三个圆形定位孔，水平位于板的中央，仅中间的定位孔内部有螺纹；
所述的矩形夹板包括与L形固定板平行且共同起固定作用的第一夹板9和与矩形固定板平行且共同起固定作用的第二夹板10；
所述的第一夹板上设有两个内含螺纹的圆形定位孔11，位于夹板左侧的上沿和下沿，与L形固定板上的定位孔通过螺钉固定；该夹板下沿中间开设梯形槽12，与底座上的导轨2配合使用；夹板中央偏右下一侧设有平行于L形固定板短边方向的矩形凸起结构13；第二夹板中间位置设有两个可穿过矩形固定板不含螺纹定位孔的圆柱形长凸起结构14，第二夹板外边沿与矩形固定板外边沿共线；
将待分离基板夹于L形固定板与第一夹板之间，且平行于第一夹板放置，螺钉17固定基板厚度方向；第二夹板借助穿过矩形固定板的长螺钉18将待分离基板与L形固定板挤压固定基板长度方向。
与现有的夹具相比，增加了一个垂直于切割方向的固定措施，特别适合于较薄板材沿其平面方向切割的情况，固定板与基座的一体结构保证了整套夹具的稳定性；夹板导轨的存在增加了不同厚度基板切割的选择范围；第一夹板上短凸起的设计解决了基板悬空固定时定位倾斜的问题。以上设计在保证切割效率的同时，可以保证切割的准确性与安全性。
附图说明
图1：基座结构示意图，1：底座；2：导轨；3：L形固定板；4：矩形固定板；5：L形固定板定位孔；6：矩形固定板定位孔。
图2：基座结构俯视图，7：L形固定板短边方向内边沿线；8：矩形固定板外边沿线。
图3：第一夹板示意图，11：第一夹板定位孔；12：滑轨梯形凹槽；13：矩形定位凸起。
图4：第二夹板示意图，14：第二夹板定位长凸起。
图5：基板示意图，15：基板；16：3D打印制件。
图6：夹具装配主视图，17：短螺钉；18：长螺钉。
图7：夹具装配俯视图。
具体实施方式
将图3中带有凹槽的第一夹板安装在图1中的基座的导轨上，带有短凸起的一侧朝向L形固定板短边方向；将图5中基板搁在定位凸起上，打印制件朝向外侧，借助导轨将基板夹在L形固定板和第一夹板之间，用上下两个短螺钉17固定基板厚度方向；将图4中带有长凸起的第二夹板与矩形固定板两侧的定位孔组成导轨，借助长螺钉18从矩形固定板外侧旋入将第二夹板与基板固定。
将基板固定完毕之后，线切割机的金属丝或锯切割机的锯片沿L形固定板短边方向内边沿线将零件与基板分离。

Claims (1)

1.一种选区激光熔化制件与基板的分离方法，其特征在于，应用如下切割夹具，该切割夹具包括基座和矩形夹板；
所述基座包括带有导轨(2)的底座(1)，以及分立底座两侧的L形固定板(3)和矩形固定板(4)，三者为一体结构；L形固定板的长边方向与导轨长边方向平行，均位于底座同一侧；L形固定板短边方向的上沿和下沿分别有一个内含螺纹的圆形定位孔；
所述的矩形固定板厚度方向平行于L形固定板的短边方向，该方向上L形固定板短边方向的内边沿线(7)与矩形固定板的外边沿线(8)共线；矩形固定板厚度方向并排设有三个圆形定位孔，水平位于板的中央，仅中间的定位孔内部有螺纹；
所述的矩形夹板包括与L形固定板平行且共同起固定作用的第一夹板(9)和与矩形固定板平行且共同起固定作用的第二夹板(10)；
所述的第一夹板上设有两个内含螺纹的圆形定位孔(11)，位于夹板左侧的上沿和下沿，与L形固定板上的定位孔通过螺钉固定；该夹板下沿中间开设槽，与底座上的导轨配合使用；夹板中央偏右下一侧设有平行于L形固定板短边方向的矩形凸起结构(13)；第二夹板中间位置设有两个穿过矩形固定板不含螺纹定位孔的圆柱形长凸起结构(14)，第二夹板外边沿与矩形固定板外边沿共线；
将待分离基板夹于L形固定板与第一夹板之间，且平行于第一夹板放置，螺钉(17)固定基板厚度方向；第二夹板借助穿过矩形固定板的长螺钉(18)将待分离基板与L形固定板挤压固定基板长度方向。
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