CN105728723A - 一种选择性激光烧结加工品的后处理系统及后处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种选择性激光烧结加工品的后处理系统及后处理方法，包括：清粉箱；设于清粉箱内的工作台；分别驱动工作台转动和作上下往返运动的第一驱动机构、第二驱动机构；气体喷头和固体喷头，气体喷头和固定喷头均可向放置于工作台上的选择性激光烧结加工品高压喷射介质。本发明的后处理系统和后处理方法能高效率的清除选择性激光烧结加工品上的余粉，并对清除后的选择性激光烧结加工品进行喷砂处理，从而将较难清除的余粉清理，而且对选择性激光烧结加工品的表面进行处理，提高其表面质量和光滑度，能够对清除后的余粉进行重复性利用。同时，本发明的后处理系统为半自动化封闭处理，从而减少扬尘，有利于环境保护和人员的安全防护。

Description

一种选择性激光烧结加工品的后处理系统及后处理方法
技术领域
本发明涉及选择性激光烧结加工品的后处理领域，具体涉及一种选择性激光烧结加工品的后处理系统及后处理方法。
背景技术
SLS工艺又称为选择性激光烧结，由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的C.R.Deckard于1989年研制成功。选择性激光烧结加工过程是采用铺粉棍将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉末上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结，并与下面已成型的部分实现粘结。当一层截面烧结完成后，工作台下降一个层的厚度，铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。
SLS工艺与其他快速成型工艺相比，具有制造工艺简单、精度高、材料利用率高、生产周期短、应用面广等优点，但是其缺点也很突出，一方面加工后零件表面形成一层余粉，需要进行后期处理，费时费力，另一方面加工后零件的表面粗糙，从而导致表面结构质量不高。
目前，经过SLS工艺加工后的零件在充分冷却后，一般通过刷子或压缩空气清除其表面的余粉，清除难度大、清除效率低下，而且清除后依然存在表面粗糙的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种选择性激光烧结加工品的后处理系统，通过该后处理系统可较易清除选择性激光烧结加工品上的余粉，并解决其表面粗糙的问题，而且本发明还提供一种余粉清除效率高、可回收利用余粉的选择性激光烧结加工品的后处理方法。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种选择性激光烧结加工品的后处理系统，包括：
一清粉箱；
设于所述清粉箱内的工作台，所述工作台设置用于放置选择性激光烧结加工品；
分别驱动所述工作台转动和作上下往返运动的第一驱动机构、第二驱动机构；
设置于所述清粉箱内壁上、并与一高压气源连通的气体喷头；
可转动的固定于所述清粉箱上的固体喷头，所述固体喷头与一喷砂机连接；
其中，所述气体喷头和固定喷头均可向放置于工作台上的选择性激光烧结加工品高压喷射介质。
优选的，所述后处理系统还包括一余粉回收利用装置，所述余粉回收利用装置包括：
一搅拌箱；
均设于所述搅拌箱上方的余粉收集箱和新粉收集箱，所述余粉收集箱上端通过一余粉输送管与所述清粉箱连接、下端与所述搅拌箱连接，所述新粉收集箱上端与一新粉输送管连接、下端与所述搅拌箱连接；
通过一成品粉输送管与所述搅拌箱下端连接的成品粉收集箱；
其中，所述余粉收集箱、新粉收集箱和成品粉收集箱上均设有用于抽风并使余粉收集箱、新粉收集箱和成品粉收集箱内产生负压的收集风机。
优选的，所述后处理系统还包括一用于过滤余粉中粉尘的第一过滤装置，所述第一过滤装置的进风口与清粉箱上端连接、出风口与所述清粉箱下端的出料口连接。
优选的，所述后处理系统还包括一用于过滤固体喷头喷射的固体介质的第二过滤装置，所述清粉箱的出料口通过一三通阀分别与余粉输送管和第二过滤装置连接。
优选的，所述三通阀与余粉输送管之间还设有一用于过滤余粉中杂质的振动筛。
优选的，所述余粉收集箱和新粉收集箱下端的出料口上均设有阀门。
优选的，所述余粉回收利用装置还包括用于收集余粉的第一收集料箱，所述第一收集料箱通过一余粉出料管与余粉收集箱的出料口连接。
优选的，所述余粉回收利用装置还包括用于收集成品粉的第二收集料箱，所述第二收集料箱通过一成品粉出料管与成品粉收集箱的出料口连接。
优选的，所述清粉箱上还设有一用于空气进入的进气管。
同时，本发明还提供一种选择性激光烧结加工品的后处理方法，包括如下步骤：
(1)将选择性激光烧结加工品进行高压气体喷射，通过高压气体吹落选择性激光烧结加工品上的余粉，并将上述余粉中的粉尘过滤掉；
(2)通将步骤(1)得到的余粉中较大的杂质过滤，并将过滤后的余粉收集起来，待用；
(3)通过喷砂机对选择性激光烧结加工品上未吹落的余粉进行喷砂处理，并将喷砂处理后余粉和砂砾的混合物中的粉尘过滤；
(4)将步骤(3)得到的余粉和砂砾的混合物过滤，将砂砾滤出并用于后续的喷砂处理；
(5)将步骤(2)收集的余粉移出储存，或将其与新粉按一定比例充分混合并用于选择性激光烧结加工。
本发明所述选择性激光烧结加工品的后处理系统及后处理方法，其能高效率的清除选择性激光烧结加工品上的余粉，并对清除后的选择性激光烧结加工品进行喷砂处理，从而将较难清除的余粉清理，而且对选择性激光烧结加工品的表面进行处理，提高其表面质量和光滑度，能够对清除后的余粉进行重复性利用。同时，本发明的后处理系统为半自动化封闭处理，从而减少扬尘，有利于环境保护和人员的安全防护。
附图说明
图1是本发明的选择性激光烧结加工品的后处理系统的连接结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种选择性激光烧结加工品的后处理系统，包括：
一清粉箱1；
设于所述清粉箱1内的工作台，所述工作台设置用于放置选择性激光烧结加工品；
分别驱动所述工作台转动和作上下往返运动的第一驱动机构2、第二驱动机构；
设置于所述清粉箱1内壁上、并与一高压气源连通的气体喷头3；
可转动的固定于所述清粉箱1上的固体喷头4，所述固体喷头4与一喷砂机连接；
其中，所述气体喷头3和固定喷头4均可向放置于工作台上的选择性激光烧结加工品高压喷射介质。
所述后处理系统能高效率的清除选择性激光烧结加工品上的余粉，并对清除后的选择性激光烧结加工品进行喷砂处理，从而将较难清除的余粉清理，而且对选择性激光烧结加工品的表面进行处理，提高其表面质量和光滑度。
目前，选择性激光烧结加工品上余粉处理后，一般都直接丢弃，导致资源的大量浪费，为了提高资源利用率，本实施例的所述后处理系统还包括一余粉回收利用装置5，所述余粉回收利用装置5包括：
一搅拌箱51；
均设于所述搅拌箱51上方的余粉收集箱52和新粉收集箱53，所述余粉收集箱52上端通过一余粉输送管54与所述清粉箱1连接、下端与所述搅拌箱51连接，所述新粉收集箱53上端与一新粉输送管55连接、下端与所述搅拌箱51连接；
通过一成品粉输送管56与所述搅拌箱51下端连接的成品粉收集箱57；
其中，所述余粉收集箱52、新粉收集箱53和成品粉收集箱57上均设有用于抽风并使余粉收集箱52、新粉收集箱53和成品粉收集箱57内产生负压的收集风机58。
通过收集风机58在余粉收集箱52内抽风形成负压，将清粉箱1内带有余粉的空气通过余粉输送管54抽入余粉收集箱52内，并将余粉收集起来，然后将收集的余粉和新粉收集箱53内收集的新粉通过搅拌箱51进行充分搅拌混合形成成品粉，然后在通过收集风机58收集到成品粉收集箱57内，成品粉收集箱57内收集的成品粉可进行其他零件的选择性激光烧结加工，从而提高了余粉利用率，有利于减少资源浪费。其中，将余粉和新粉通过搅拌箱51搅拌混合的可使新粉对余粉进行充分的研磨，从而提高余粉的品质，保证其可进行二次利用。
由于清粉箱1内空气被抽向余粉收集箱52，为保证清粉箱1内的大气平衡，所述清粉箱1上还设有一用于空气进入的进气管6，但是由于大气中不可避免的存在杂质、粉尘，杂质和粉尘易与余粉混合导致余粉质量降低，故本实施例的后处理系统还包括一用于过滤余粉中粉尘的第一过滤装置7，所述第一过滤装置7的进风口与清粉箱1上端连接、出风口与所述清粉箱1下端的出料口连接，通过第一过滤装置7循环对带有余粉的空气进行除尘，本实施例的第一过滤装置1优选为电离净化除尘。其中，为保证上述能够循环除尘，在第一过滤装置7中设置一风机将带有余粉的空气抽入第一过滤装置7中。具体的，当进行高压气体清除余粉时，开启第一过滤装置7，对含有余粉的空气进行循环除尘。除尘后的余粉通过余粉回收利用装置5进行回收利用。
高压气体余粉清除后，需要进行喷砂余粉清除，喷砂处理时产生的余粉中含有的杂质过多，且有较多余粉烧结块，不能进行循环利用。同时喷砂产生的砂砾易与余粉混合一起，但是砂砾能够用循环喷砂使用，故本实施例的后处理系统还包括一用于过滤固体喷头4喷射的固体介质的第二过滤装置8，所述清粉箱1的出料口通过一三通阀分别与余粉输送管54和第二过滤装置8连接。高压气体余粉清除后，将清粉箱1内的余粉全部抽走后，将三通阀与余粉输送管54之间断通，第二过滤装置8与三通阀之间导通，然后进行喷砂处理。喷砂处理过程中的砂砾、余粉、杂质、粉尘等首先经过第一过滤装置7过滤，然后进入第二过滤装置8，将少量烧结后的余粉、杂质清除，得到可重复利用的砂砾。本实施例的喷砂机优选为玻璃微珠喷砂机，即上述固体介质和砂砾均为玻璃微珠。
在高压气体余粉清除过程中，不可避免的会有少量余粉烧结成块的杂质，为了将上述杂质清除，本实施例在所述三通阀与余粉输送管54之间还设有一用于过滤余粉中杂质的振动筛9，通过振动筛9将余粉中烧结成块的杂质清除，有利于保证收集的余粉的质量。
本实施例在所述余粉收集箱52和新粉收集箱53下端的出料口上均设有阀门58，通过阀门58控制余粉和新粉进入搅拌箱51内搅拌混合。由于部分余粉并不需要搅拌混合即可使用或者需要暂时放置，故所述余粉回收利用装置5还包括用于收集余粉的第一收集料箱59，所述第一收集料箱59通过一余粉出料管510与余粉收集箱52的出料口连接，同时将余粉收集箱52的出料口上的阀门58设置为三通阀，当需要将余粉收集箱52内的余粉与新粉进行搅拌时，调节三通阀使余粉收集箱52的出料口与搅拌箱1连通；当需要直接取出余粉时，再次调节三通阀使余粉收集箱52的出料口与第一收集料箱59连通，通过第一收集料箱59将余粉收集箱52内的余粉收起存放或另置他用。
而且，本实施例所述余粉回收利用装置5还包括用于收集成品粉的第二收集料箱511，所述第二收集料箱511通过一成品粉出料管512与成品粉收集箱57的出料口连接，可通过第二收集料箱511将可循环利用的成品粉收集存放。
在具体使用时，本实施例的第一收集料箱59和第二收集料箱511下均设置滚轮，以便于第一收集料箱59和第二收集料箱511的移动和存放。
本实施例可通过上述后处理系统对选择性激光烧结加工品进行如下处理的后处理方法：首先将待处理的选择性激光烧结加工品放置于清粉箱1内的工作台上，封闭清粉箱1，通过气体喷头3喷射高压气体对选择性激光烧结加工品进行余粉清除，同时驱动第一驱动机构2、第二驱动机构，使选择性激光烧结加工品随工作台作转动和上下往返运动，保证高压气体对选择性激光烧结加工品进行多方位清除，提高余粉清除效果。同时开启第一过滤装置7对清除的余粉中的粉尘进行电离净化处理，处理后余粉通过三通阀进入振动筛9，通过振动筛9将余粉中的烧结成块杂质过滤，然后进入余粉收集箱52收集待用；然后进行手动喷砂处理，由于固体喷头4为可转动的设置与清粉箱1上，故可根据需要调节不同角度对选择性激光烧结加工品上的未清理掉的余粉进行二次喷砂清理，同时喷砂清理时可对选择性激光烧结加工品的表面进行处理，提高选择性激光烧结加工品表面质量和光滑度，喷砂处理时产生的带有砂砾、余粉、粉尘的空气首先通过第一过滤装置7过滤，然后通过第二过滤装置8过滤，以得到可循环利用的砂砾，即本实施例中优选的玻璃微珠；当余粉收集箱52内的余粉收集到一定量后，可将余粉和新粉收集箱53内收集的新粉按一定量配比放置于搅拌箱1内进行搅拌混合，使余粉与新粉互相混合、研磨并形成可进行选择性激光烧结加工的成品粉，同时也可将上述余粉收集箱52内的余粉直接通过余粉出料管510移出。
此外，本实施例也提供一种不依赖于上述后处理系统的后处理方法，即可通过现有技术实现选择性激光烧结加工品的后处理方法，包括如下步骤：
(1)将选择性激光烧结加工品进行高压气体喷射，通过高压气体吹落选择性激光烧结加工品上的余粉，并将上述余粉中的粉尘过滤掉；
(2)通将步骤(1)得到的余粉中较大的杂质过滤，并将过滤后的余粉收集起来，待用；
(3)通过喷砂机对选择性激光烧结加工品上未吹落的余粉进行喷砂处理，并将喷砂处理后余粉和砂砾的混合物中的粉尘过滤；
(4)将步骤(3)得到的余粉和砂砾的混合物过滤，将砂砾滤出并用于后续的喷砂处理；
(5)将步骤(2)收集的余粉移出储存，或将其与新粉按一定比例充分混合并用于选择性激光烧结加工。
本发明所述选择性激光烧结加工品的后处理系统及后处理方法，其能够高效率的清除选择性激光烧结加工品上的余粉，并对清除后的选择性激光烧结加工品进行喷砂处理，从而将较难清除的余粉清理，而且对选择性激光烧结加工品的表面进行处理，提高其表面质量和光滑度。同时，本发明的后处理系统为半自动化封闭处理，从而减少扬尘，有利于环境保护和人员的安全防护。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种选择性激光烧结加工品的后处理系统，其特征在于，包括：
一清粉箱；
设于所述清粉箱内的工作台，所述工作台设置用于放置选择性激光烧结加工品；
分别驱动所述工作台转动和作上下往返运动的第一驱动机构、第二驱动机构；
设置于所述清粉箱内壁上、并与一高压气源连通的气体喷头；
可转动的固定于所述清粉箱上的固体喷头，所述固体喷头与一喷砂机连接；
其中，所述气体喷头和固定喷头均可向放置于工作台上的选择性激光烧结加工品高压喷射介质。
2.根据权利要求1所述的后处理系统，其特征在于，所述后处理系统还包括一余粉回收利用装置，所述余粉回收利用装置包括：
一搅拌箱；
均设于所述搅拌箱上方的余粉收集箱和新粉收集箱，所述余粉收集箱上端通过一余粉输送管与所述清粉箱连接、下端与所述搅拌箱连接，所述新粉收集箱上端与一新粉输送管连接、下端与所述搅拌箱连接；
通过一成品粉输送管与所述搅拌箱下端连接的成品粉收集箱；
其中，所述余粉收集箱、新粉收集箱和成品粉收集箱上均设有用于抽风并使余粉收集箱、新粉收集箱和成品粉收集箱内产生负压的收集风机。
3.根据权利要求1或2所述的后处理系统，其特征在于，所述后处理系统还包括一用于过滤余粉中粉尘的第一过滤装置，所述第一过滤装置的进风口与清粉箱上端连接、出风口与所述清粉箱下端的出料口连接。
4.根据权利要求3所述的后处理系统，其特征在于，所述后处理系统还包括一用于过滤固体喷头喷射的固体介质的第二过滤装置，所述清粉箱的出料口通过一三通阀分别与余粉输送管和第二过滤装置连接。
5.根据权利要求4所述的后处理系统，其特征在于，所述三通阀与余粉输送管之间还设有一用于过滤余粉中杂质的振动筛。
6.根据权利要求2所述的后处理系统，其特征在于，所述余粉收集箱和新粉收集箱下端的出料口上均设有阀门。
7.根据权利要求6所述的后处理系统，其特征在于，所述余粉回收利用装置还包括用于收集余粉的第一收集料箱，所述第一收集料箱通过一余粉出料管与余粉收集箱的出料口连接。
8.根据权利要求7所述的后处理系统，其特征在于，所述余粉回收利用装置还包括用于收集成品粉的第二收集料箱，所述第二收集料箱通过一成品粉出料管与成品粉收集箱的出料口连接。
9.根据权利要求4～8任一所述的后处理系统，其特征在于，所述清粉箱上还设有一用于空气进入的进气管。
10.一种选择性激光烧结加工品的后处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将选择性激光烧结加工品进行高压气体喷射，通过高压气体吹落选择性激光烧结加工品上的余粉，并将上述余粉中的粉尘过滤掉；
(2)通将步骤(1)得到的余粉中较大的杂质过滤，并将过滤后的余粉收集起来，待用；
(3)通过喷砂机对选择性激光烧结加工品上未吹落的余粉进行喷砂处理，并将喷砂处理后余粉和砂砾的混合物中的粉尘过滤；
(4)将步骤(3)得到的余粉和砂砾的混合物过滤，将砂砾滤出并用于后续的喷砂处理；
(5)将步骤(2)收集的余粉移出储存，或将其与新粉按一定比例充分混合并用于选择性激光烧结加工。
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