CN110899700B - 一种粉床电子束增材制造设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种粉床电子束增材制造设备，包括成形腔室，其顶部设有电子枪，其内部设有铺粉平台、固定隔热框和成形围框，成形围框内部设有托板，托板上设有成形底板，成形围框的四个侧面上以及托板下方均设置有第一保温结构；第一保温结构包括保温板，保温板设置在成形围框的侧面外侧或者托板下方，保温板分别与成形围框的侧面或者与托板形成的间隙中还设置有第一保温材料。本发明极大程度地降低了成形围框内的高热量通过热传导、热对流和热辐射等方式向低温区域传热，保持住了成形围框内的高温环境，有效消除了产生的吹粉、层间粘结不牢靠以及需要进行后保温工艺等缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及粉床电子束增材制造设备技术领域，尤其涉及一种粉床电子束增材制造设备。
背景技术
粉床电子束增材制造设备是目前3D金属打印领域中的主流设备之一，可将钛、钨、钼、钽、铌等高熔点的难熔金属及合金打印成金属零件。现有的粉床电子束增材制造设备包括成形腔室，其顶部设有电子枪，其内部设有铺粉平台，铺粉平台下方设有成形围框。成形围框内部有一块能够上下运动的托板，托板上安装有成形底板。铺粉平台上还设有送粉组件，将待打印的金属粉末通过刮刀组件平铺在该成形底板上。铺粉平台和电子枪之间还设有隔热框。
零件打印过程中，电子束产生的热量主要集中在刚熔化的粉末层附近，然后向上扩散至隔热框，从托板到隔热框的顶部为高温区域。然而，由于成形围框、隔热框、铺粉平台、成形腔室等均由不锈钢材料制作，导热系数较大，且隔热框与铺粉平台之间存在刮刀通过的间隙，故高温区域的热量会通过热传导、热辐射、热对流等方式传递到成形围框和隔热框外部的低温区域。
高温区域热量的快速散失会导致上一层刚熔化的金属粉末的表面温度快速降低，在通过电子束对下一层的金属粉末进行扫描时，极易出现由于上一层熔化的金属粉末和下一层即将熔化的金属粉末间的温差过大而导致下一层金属粉末在预热或者熔化时出现吹粉现象。即使有的情况下温差不太大，不会产生吹粉现象或者吹粉现象不明显，也会导致出现温差的层间粘结不牢靠的缺陷，严重影响成形零件的综合力学性能。此外，为进行温度补偿，金属粉末熔化完成后还需要进行后保温工艺，严重影响设备的打印效率。
需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
发明内容
本发明实施例提供一种粉床电子束增材制造设备，以解决现有技术中粉床电子束增材制造设备在打印过程中由于高温区域热量的快速散失，而出现的吹粉现象、成形零件层间粘结不牢靠、影响打印效率等问题。
本发明实施例提供一种粉床电子束增材制造设备，包括成形腔室，其顶部设有电子枪，其内部设有铺粉平台，所述铺粉平台和所述电子枪之间设有固定隔热框；所述铺粉平台下方设有成形围框，所述成形围框内部设有托板，所述托板上设有成形底板，所述成形围框的四个侧面上以及所述托板下方均设置有第一保温结构；
所述第一保温结构包括保温板，所述保温板设置在所述成形围框的侧面外侧或者所述托板下方，所述保温板分别与所述成形围框的侧面或者与所述托板形成的间隙中还设置有第一保温材料。
作为本发明的优选方式，所述保温板为平面结构；或者，所述保温板为具有多个凸起的非平面结构。
作为本发明的优选方式，所述凸起为棱状凸起，所述凸起的侧面为梯形、矩形或圆弧形。
作为本发明的优选方式，所述保温板的两侧分别涂刷有保温隔热涂层。
作为本发明的优选方式，所述托板和所述成形底板之间设置有第一隔热片。
作为本发明的优选方式，所述固定隔热框的四个侧面和顶面上均设置有第二保温结构；
所述第二保温结构包括多个平行排列的第二隔热片，多个所述第二隔热片设置在所述固定隔热框的侧面外侧或者顶面上方，相邻所述第二隔热片形成的间隙中还设置有第二保温材料。
作为本发明的优选方式，所述固定隔热框的四个侧面上还分别设有多个隔热片支撑块，所述隔热片支撑块具有多个容纳所述第二隔热片的凹槽，所述第二隔热片通过所述隔热片支撑块设置在所述固定隔热框的侧面外侧。
作为本发明的优选方式，所述铺粉平台的四周通过多个铺粉平台支撑板设置在所述成形腔室的内部，所述铺粉平台与所述铺粉平台支撑板之间均设置有第一隔热板；
所述成形围框的上表面与所述铺粉平台之间以及所述成形围框的下表面与所述成形腔室之间均设置有第二隔热板。
作为本发明的优选方式，还包括移动隔热框，所述移动隔热框套设在所述固定隔热框外侧，并通过动力机构在竖直方向上下运动。
作为本发明的优选方式，所述动力机构设置在所述成形腔室的顶部，所述动力机构通过连接机构与所述移动隔热框连接。
本发明实施例提供的粉床电子束增材制造设备，通过在其成形腔室的内部设置有保温结构，尤其是在成形围框的四个侧面上以及成形围框内部的托板下方均设置有保温结构，极大程度地降低了成形围框内的高热量通过热传导、热对流和热辐射等方式向低温区域传热，保持住了成形围框内的高温环境，杜绝或者降低了零件成形过程中的吹粉现象，提高了金属粉末的熔化质量，也有效消除了层间粘结不牢靠的缺陷。同时，省掉了制备工艺中的后保温环节，有效提高了设备的打印效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种粉床电子束增材制造设备的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种粉床电子束增材制造设备中第一保温结构的结构示意图；
图3为图2中C处的局部放大图；
图4为本发明实施例提供的一种粉床电子束增材制造设备中第一保温结构的另一结构示意图；
图5为图4中D处的局部放大图；
图6为本发明实施例提供的一种粉床电子束增材制造设备中第一保温结构的保温板具有多个矩形棱状凸起时的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种粉床电子束增材制造设备中第一保温结构的保温板具有多个圆弧形棱状凸起时的结构示意图；
图8为图1中A处的局部放大图；
图9为本发明实施例提供的一种粉床电子束增材制造设备中第二保温结构的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种粉床电子束增材制造设备中第二保温结构的另一结构示意图；
图11为图1中B处的局部放大图。
其中：
100、成形腔室，101、腔室门板；
200、电子枪；
300、铺粉平台，301、铺粉平台支撑板，302、第一隔热板；
400、固定隔热框，401、第二隔热片，402、第二保温材料，403、隔热片支撑块；
500、成形围框，501、成形底板，502、调整拨片，503、第一隔热片，504、托板，505、保温板，5051、凸起，5052、保温隔热涂层，506、第一保温材料， 507、螺钉，508、第二隔热板；
600、升降组件；
700、送粉组件；
800、刮刀组件；
900、移动隔热框，901、动力机构，902、连接机构。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
粉床电子束增材制造技术是金属3D打印的主流技术之一，该技术与激光制造技术类似，先铺一层金属粉末，然后采用粉床电子束进行扫描、打印，而与激光制造技术不一样的地方就是粉床电子束能够将粉末床进行预热，所以有一个中间预热的过程。其还有一个最大的技术特点就是，跟激光相比，粉床电子束的能量利用率在75%以上，所以在打印高熔点、难熔金属的时候粉床电子束表现出比较独特的优势。
进年来，粉床电子束增材制造装备打印的钛及钛合金零件已成功运用于飞机骨架、发动机叶片等航空航天国防军工重点领域，钽及钽合金零件在航空航天、医疗卫生和科学研究等高新技术领域也有重要应用。然而，钛的熔点为1660℃，钽的熔点更高，为2996℃，均为高熔点金属。在高熔点、难熔金属及合金零件的制备过程中，必须保证成形围框内的高温环境，一方面可以防止下一层即将熔化的金属粉末与上一层熔化的金属粉末之间温差过大导致吹粉，另一方面可以提高金属粉末的熔化质量，增加层间粘结强度，还可以省掉金属粉末熔化完成后的后保温环节，提高零件打印效率。
而现有技术中，粉床电子束增材制造装备主要包括一个成形腔室100，成形腔室100固定在工业外壳支架上，侧面通过铰链安装有腔室门板101。成形腔室100的顶部设有电子枪200，其内部还设有铺粉平台300，铺粉平台300和电子枪200之间设有一个固定隔热框400。另外，铺粉平台400正对电子枪200的中心位置处加工有一个和成形围框500截面尺寸相同的通孔，铺粉平台300下方位于通孔正下方的位置处通过螺栓固定有成形围框500，成形围框500通常由前后左右四块不锈钢板组成。成形围框500内部有一块能够上下运动的托板504，托板504上方安装有调整拨片502用以支撑调整成形底板501，托板504下方连接有升降组件600。铺粉平台300上还设有送粉组件700和刮刀组件800。
零件打印过程中，通过金属粉末的不断堆积、预热、熔化、后保温来实现3D打印件的制备，而电子束产生的热量主要集中在刚熔化的粉末层区域附近，然后向上扩散至隔热框，从托板到隔热框的顶部为高温区域。而成形围框、隔热框、铺粉平台、成形腔室等均为不锈钢制作，导热系数较大，且隔热框与铺粉平台之间存在刮刀通过的间隙，故高温区域的热量会通过热传导、热辐射、热对流的方式传热到成形围框、隔热框外部相对低温区域，难以保证成形围框内的高温环境，从而会产生吹粉、层间粘结不牢靠以及需要进行后保温工艺等缺陷。
参照图1~图11所示，本发明实施例公开了一种粉床电子束增材制造设备，包括成形腔室100，其顶部设有电子枪200，其内部设有铺粉平台300，铺粉平台300和电子枪200之间设有固定隔热框400；铺粉平台300下方设有成形围框500，成形围框500内部设有托板504，托板504上设有成形底板501，成形围框500的四个侧面上以及托板504下方均设置有第一保温结构；
第一保温结构包括保温板505，保温板505设置在成形围框500的侧面外侧或者托板504下方，保温板505分别与成形围框500的侧面或者与托板504形成的间隙中还设置有第一保温材料506。
本实施例中，在高熔点、难熔金属及合金零件的制备过程中，必须保证成形围框500内的高温环境，而成形围框500由不锈钢材料制作，导热系数较大，因此在成形围框500的四个侧面上以及托板504下方均设置了第一保温结构，能够有效防止成形围框500内的热量流失，保证了成形围框500内的高温环境。
第一保温结构包括保温板505和填充的第一保温材料506，保温板505固定安装在成形围框500的四个侧面上以及托板504下方，且与成形围框500的四个侧面以及托板504之间均留有间隙，在该间隙中对应填充第一保温材料506。该第一保温材料506优选采用具有高反射率、高辐射率、低导热系数的保温材料。
在零件的打印过程中，当成形围框500内的高热量通过热传导和热辐射向外传热时，填充的第一保温材料506能够在很大程度上阻止热量向外继续传热，而且位于外侧的保温板505也能够进一步隔绝热量的传递，最终有效防止成形围框500内的热量流失，保证了成形围框500内的高温环境，杜绝或者降低了零件成形过程中的吹粉现象，提高了金属粉末的熔化质量，也有效消除了层间粘结不牢靠的缺陷。同时，省掉了制备工艺中的后保温环节，有效提高了设备的打印效率。
作为上述实施例的优选方式，进一步参照图2~图7所示，保温板505为平面结构；或者，保温板505为具有多个凸起5051的非平面结构。
具体地，在设置保温板505时，可以将其设置为平面结构，也可以将其设置为具有多个凸起5051的非平面结构。图2为成形围框的横截面剖视图，图3为图2中C处的局部放大图，图2和图3为保温板为平面结构时的结构示意图，且图2和图3均示出了第一保温结构；图4为成形围框的另一横截面剖视图，图5为图4中D处的局部放大图，图4和图5为保温板为非平面结构时的结构示意图，且图4和图5均示出了第一保温结构，而图6和图7为保温板为另外两种非平面结构时的结构示意图。
将保温板505设置为平面结构是一种基础的结构，可以采用等厚度的钢板来制作。该种结构的保温板505的保温效果一般，但是制作起来比较简便，能够有效降低制作成本。
若需要进一步提高保温板505的保温效果，优选将保温板505设置为具有多个凸起5051的非平面结构，虽然制作时较为不便，但是保温效果较平面结构时会有较大提高。
当然，本领域技术人员还可以根据实际使用情况，将保温板设置成其他结构，本实施例对此不做限定。
当保温板505为平面结构时，第一保温材料506设置在整个保温板505与成形围框500的侧面或者托板形成的间隙内；当保温板505为非平面结构时，第一保温材料506设置在保温板505上各个凸起5051与成形围框500的侧面或者托板504形成的间隙内。
作为上述实施例的优选方式，凸起5051为棱状凸起，凸起5051的侧面为梯形、矩形或圆弧形。
具体地，上述非平面结构的保温板505上的凸起5051为棱状凸起，且该凸起5051的侧面优选设置为梯形、矩形或者圆弧形。
当将其侧面设置为梯形时，可以通过螺钉507在成形围框500的侧面外侧或者托板504下方安装多个相互间隔且侧面为梯形的钢板作为保温板505来实现；当将其侧面设置为矩形或圆弧形时，可以在整块钢板上设置多个相互间隔的矩形棱状凸起或圆弧形棱状凸起作为保温板505来实现，再将整块钢板设置在成形围框500的侧面外侧或者托板504下方即可。
作为上述实施例的优选方式，进一步参照图3和图5所示，保温板505的两侧分别涂刷有保温隔热涂层5052。
具体地，为进一步提高保温板505的保温效果，优选在保温板505的两侧分别涂刷有保温隔热涂层5052，该保温隔热涂层5052优选具有高反射率、耐高温的涂层，可以进一步提高保温板505的保温效果。
当然，保温板505上涂刷的保温隔热涂层5052可以仅设置在保温板505的一侧，也可以直接涂刷在成形围框500的侧面外侧，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的涂刷位置，上述将保温隔热涂层5052涂刷在保温板505的两侧仅是一种优选方式。
作为上述实施例的优选方式，进一步参照图8所示，托板504和成形底板501之间设置有第一隔热片503。
具体地，图8为图1中A处的局部放大图，在托板504和成形底板501之间设置了第一隔热片503，该第一隔热片503也优选采用具有高反射率、高辐射率、低导热系数的隔热材料，可进一步防止成形围框500内的热量从成形围框500的下方流失，进一步保证了成形围框500内的高温环境。
在上述实施例的基础上，进一步参照图9和图10所示，固定隔热框400的四个侧面和顶面上均设置有第二保温结构；
第二保温结构包括多个平行排列的第二隔热片401，多个第二隔热片401设置在固定隔热框400的侧面外侧或者顶面上方，相邻第二隔热片401形成的间隙中还设置有第二保温材料402。
本实施例中，由于电子束产生的热量主要集中在刚熔化的粉末层区域附近，即成形围框500内，然后向上扩散至固定隔热框400，从托板504到固定隔热框400的顶部为高温区域，而固定隔热框400也由不锈钢材料制作，导热系数较大，因此固定隔热框400也为热量流失比较严重的区域。
图9为固定隔热框的正面剖视图，图10为固定隔热框的侧面剖视图，且图9和图10均示出了第二保温结构。固定隔热框400一般由前支架、后支架、左支架、右支架以及上支架焊接的框体组成，为防止固定隔热框400内的热量向外流失，进一歩在固定隔热框400的四个侧面和顶面上均设置了第二保温结构。
第二保温结构包括多个平行排列的第二隔热片401以及填充在各个第二隔热片401之间的第二保温材料402，第二隔热片401层叠设置在固定隔热框400的侧面外侧或者顶面上方。相邻的两个第二隔热片401之间会形成间隙，在该间隙中对应填充有第二保温材料402。
该第二隔热片401也优选采用具有高反射率、高辐射率、低导热系数的隔热材料，可与上述的第一隔热片503采用相同或不同的材料。同样地，该第二保温材料402也优选采用具有高反射率、高辐射率、低导热系数的保温材料，可与上述的第一保温材料506采用相同或不同的材料。
在固定隔热框400的四个侧面和顶面上均设置了第二保温结构后，有效减少了固定隔热框400内的高热量向外传导，进一步保证了成形围框500和固定隔热框400内的高温环境，杜绝或者降低了零件成形过程中的吹粉现象，提高了金属粉末的熔化质量，也有效消除了层间粘结不牢靠的缺陷。同时，省掉了制备工艺中的后保温环节，有效提高了设备的打印效率。
作为上述实施例的优选方式，固定隔热框400的四个侧面上还分别设有多个隔热片支撑块403，隔热片支撑块403具有多个容纳第二隔热片401的凹槽，第二隔热片401通过隔热片支撑块403设置在固定隔热框400的侧面外侧。
具体地，固定隔热框400的四个侧面上分别焊接有多个隔热片支撑块403，隔热片支撑块403具有多个容纳第二隔热片401的凹槽。第二隔热片401通过隔热片支撑块403设置在固定隔热框400的侧面外侧，便于安装拆卸。
而固定隔热框400上方的第二隔热片401安装在前支架和后支架上部加工的安装孔内，然后在各个第二隔热片401之间形成的间隙中填充第二保温材料402即可。
另外，由于刮刀组件800中的刮刀要从固定隔热框400与铺粉平台300之间的间隙中通过，因此在设置固定隔热框400的四个侧面上的第二保温结构时，要确保固定隔热框400的下沿与铺粉平台300上表面存在足够的间隙，以保证刮刀通过时在高度方向上不发生干涉。
在上述实施例的基础上，进一步参照图11所示，铺粉平台300的四周通过多个铺粉平台支撑板301设置在成形腔室100的内部，铺粉平台300与铺粉平台支撑板301之间均设置有第一隔热板302；
成形围框500的上表面与铺粉平台300之间以及成形围框500的下表面与成形腔室100之间均设置有第二隔热板508。
本实施例中，图11为图1中B处的局部放大图，由于铺粉平台300和成形腔室100均由不锈钢材料制作，导热系数较大，因此还要进一步考虑高温区域的热量通过铺粉平台300向与外界大气直接接触的成形腔室100传递而导致的热量流失问题。铺粉平台300设置在成形腔室100的内部，其四周通过多个铺粉平台支撑板301进行支撑，因此在铺粉平台300与各个铺粉平台支撑板301之间均设置了第一隔热板302，该第一隔热板302优选采用导热系数很低的材料制作，将铺粉平台300与铺粉平台支撑板301隔开后可有效防止热量从铺粉平台300向成形腔室100传递，可进一步确保成形围框500和固定隔热框400内的高温环境。
另外，成形围框500的上表面与铺粉平台300之间接触也会导致热量较快流失，因此在成形围框500的上表面与铺粉平台300之间设置了第二隔热板508，将成形围框500的上表面与铺粉平台300隔开可有效防止成形围框500内的热量通过铺粉平台300向外流失。同时，成形腔室100也由不锈钢材料制作，导热系数较大，因此进一步在成形围框500的下表面与成形腔室100之间也设置了第二隔热板508，将成形围框500的下表面与成形腔室100隔开可有效防止成形围框500内的热量通过成形腔室100向外流失。
通过上述设置，可分别将铺粉平台300与铺粉平台支撑板301、铺粉平台300与成形围框500的上表面、成形围框500的下表面与成形腔室100隔开，成形围框500的上下表面与铺粉平台300和成形腔室100下板均不直接接触，极大程度降低了成形围框500内的热量向高导热系数的成形腔室100传递。
在上述实施例的基础上，还包括移动隔热框900，移动隔热900框套设在固定隔热框400外侧，并通过动力机构901在竖直方向上下运动。
本实施例中，由于固定隔热框400与铺粉平台300之间存在供刮刀通过的间隙，热量可从该间隙中快速流失，因此进一步在固定隔热框400的外侧设置了一个可以在竖直方向升降的移动隔热框900，移动隔热900框通过动力机构901实现在竖直方向的上下运动。该移动隔热框900可以设置为四边形结构，也可以为圆形或者其它多边形结构，其套设于固定隔热框400的外侧且与固定隔热框400下沿的外边沿存在间隙。
当刮刀组件800与送粉组件700配合进行铺粉动作时，通过动力机构901带动移动隔热框900向上运动，保证刮刀在通过时与移动隔热框900不发生干涉。当不进行铺粉动作时，通过动力机构901带动移动隔热框900向下运动，挡住固定隔热框400与铺粉平台300之间的间隙，降低了成形过程中热量向固定隔热框400外的传导。
移动隔热框900可采用与固定隔热框400相同的材料和结构，同时在其外侧也可以设置第二保温结构来增加移动隔热框900的保温效果。
作为上述实施例的优选方式，动力机构901设置在成形腔室100的顶部，动力机构901通过连接机构902与移动隔热框900连接。
具体地，动力机构901设置在成形腔室100的顶部，然后通过连接机构902与移动隔热框900连接，从而带动移动隔热框900在竖直方向上下运动。
动力机构901可以优选气缸或者电机，连接机构902可以优选钢丝绳。在本实施例中，动力机构901和对应的连接机构902均设置了两个，两个动力机构901分别设置在电子枪200的两侧，两个连接机构902分别连接在移动隔热框900的两侧，能够使移动隔热框900在上下运动时更加平稳。
结合上述各个实施例，下面通过详述粉床电子束增材制造设备的工作流程，来进一步说明本技术方案。
设备工作前，按照各组件位置关系安装好各部分组件，并在送粉组件700中装满金属粉末或者合金粉末。升降组件600带动成形围框500中的托板504向上运动至使成形底板501上表面与刮刀组件800中刮刀的下表面大致平齐，通过刮刀和送粉组件700向成形底板501上铺粉，观察成形底板501上金属粉末的厚度及分布均匀情况，手动旋转调整拨片502微调至使成形底板501上表面与刮刀下表面平齐。
升降组件600带动托板504上的成形底板501下降一个粉末熔化层的厚度，并将成形底板501上的金属粉末清理干净。动力机构901动作使得移动隔热框900向下运动至使固定隔热框400与铺粉平台300底板之间的间隙被移动隔热框900挡住。关闭成形腔室100的腔室门板101，启动真空系统组件对成形腔室100内部和电子枪200抽真空。当成形腔室100和电子枪200内部真空度达到设定值时，充入惰性保护气体。
前期准备工作完成后，启动控制程序，电子枪200对成形底板501进行预热。达到设定温度后，刮刀组件800中的刮刀碰触送粉组件700，将送粉组件700中的金属粉末刮送至成形底板501的上表面。电子枪200对成形底板501上的金属粉末进行预热和熔化。之后一直重复以下过程：移动隔热框上升→刮刀运动→移动隔热框下降→金属粉末预热→金属粉末熔化。
整个成形过程中，由于成形围框500的四个侧面和托板504下方分别设置有第一保温结构，当成形围框500内的高热量通过热传导和热辐射向外传热时，第一保温结构能够在很大程度上阻止热量向外继续传热。同时，在托板504和成形底板501之间的区域设置有第一隔热片503，可在一定程度上阻止热量向下的传导。
在铺粉平台300与铺粉平台支撑板301之间安装有低导热系数的第一隔热板302，且成形围框500的上下表面均与铺粉平台300和成形腔室100不直接接触，而是通过低导热系数的第二隔热板508隔开，这样有效减少了成形围框500的高热量向成形腔室100的传递。
固定隔热框400的五个面上均设置了第二保温结构，有效减少了固定隔热框400内的高热量向外传导。
另外，还设置了移动隔热框900，挡住固定隔热框400与铺粉平台300之间的间隙，能够进一步降低了成形过程中热量向固定隔热框400外的传导。
综上，本发明实施例提供的粉床电子束增材制造设备，通过在其成形腔室的内部多处设置了多个保温结构和隔热结构，尤其是在成形围框的四个侧面上以及成形围框内部的托板下方均设置有保温结构，极大程度地降低了成形围框内的高热量通过热传导、热对流和热辐射等方式向低温区域传热，保持住了成形围框内的高温环境，杜绝或者降低了零件成形过程中的吹粉现象，提高了金属粉末的熔化质量，也有效消除了层间粘结不牢靠的缺陷。同时，省掉了制备工艺中的后保温环节，有效提高了设备的打印效率。
在本发明的描述中，需要说明的是，“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本公开实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种粉床电子束增材制造设备，包括成形腔室，其顶部设有电子枪，其内部设有铺粉平台，所述铺粉平台和所述电子枪之间设有固定隔热框；所述铺粉平台下方设有成形围框，所述成形围框内部设有托板，所述托板上设有成形底板，其特征在于，所述成形围框的四个侧面上以及所述托板下方均设置有第一保温结构；
所述第一保温结构包括保温板，所述保温板设置在所述成形围框的侧面外侧或者所述托板下方，所述保温板分别与所述成形围框的侧面或者与所述托板形成的间隙中还设置有第一保温材料；
所述托板和所述成形底板之间设置有第一隔热片；
还包括移动隔热框，所述移动隔热框套设在所述固定隔热框外侧，并通过动力机构在竖直方向上下运动；
所述保温板为具有多个凸起的非平面结构；
所述铺粉平台的四周通过多个铺粉平台支撑板设置在所述成形腔室的内部，所述铺粉平台与所述铺粉平台支撑板之间均设置有第一隔热板；
所述成形围框的上表面与所述铺粉平台之间以及所述成形围框的下表面与所述成形腔室之间均设置有第二隔热板。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述凸起为棱状凸起，所述凸起的侧面为梯形、矩形或圆弧形。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述保温板的两侧分别涂刷有保温隔热涂层。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述固定隔热框的四个侧面和顶面上均设置有第二保温结构；
所述第二保温结构包括多个平行排列的第二隔热片，多个所述第二隔热片设置在所述固定隔热框的侧面外侧或者顶面上方，相邻所述第二隔热片形成的间隙中还设置有第二保温材料。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述固定隔热框的四个侧面上还分别设有多个隔热片支撑块，所述隔热片支撑块具有多个容纳所述第二隔热片的凹槽，所述第二隔热片通过所述隔热片支撑块设置在所述固定隔热框的侧面外侧。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述动力机构设置在所述成形腔室的顶部，所述动力机构通过连接机构与所述移动隔热框连接。
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