CN114515840A - 一种基于磁性成型空间的激光快速成型装置及铺粉方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于磁性成型空间的激光快速成型装置及铺粉方法，属于激光快速成型装置技术领域，基于磁性成型空间的激光快速成型装置包括机架，机架上设置有成型缸，成型缸内设置有铺粉基板和电磁铁；机架上还设置有环形刮刀，环形刮刀为上端封闭、下端开口的筒状结构，环形刮刀的下端设置有刀刃，环形刮刀的内腔竖直滑动连接有磁性冲头，磁性冲头的形状与铺粉基板的形状相适配。本发明能够在成型缸内形成磁性空间，并在该磁性空间的作用下引导磁性冲头在环形刮刀和铺粉基板之间垂直移动，并最终形成有利于生产出致密实体的粉末层；同时其还能增加铺粉基板上所铺粉末层的粘附性，从而有利于在平滑的铺粉基板上实现加工需求。
Description
技术领域
本发明属于激光快速成型装置技术领域，具体涉及一种基于磁性成型空间的激光快速成型装置及铺粉方法。
背景技术
激光快速成型(Laser Rapid Prototyping:LRP)是将CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成的一种全新制造技术。而且与传统制造方法相比，激光快速成型技术具有:原型的复制性、互换性高，制造工艺与制造原型的几何形状无关，加工周期短，成本低等优点。
激光快速成型技术的原理是先用计算机软件生成三维实体模型，再通过分层软件对三维实体模型分层，并通过每个薄层断面的二维数据驱动控制激光光束扫射待成型区域内的粉末，并在高能激光作用下先使粉末快速熔融，再经散热冷却后快速固化，从而加工出要求形状的薄层，并逐层积累形成实体模型。
激光快速成型产品的关键指标主要包括致密度、精度与表面粗糙度，而铺粉质量将会对致密度和表面粗糙度产生非常重要的影响。所以说，铺粉组件是整个激光快速成型装置的核心部件。但是现有激光快速成型中的铺粉组件产生的铺粉平面存在凹凸不平的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有激光快速成型中铺粉组件所铺粉层平面存在凹凸不平的问题，提出并设计一种基于磁性成型空间的激光快速成型装置及铺粉方法，以解决上述问题，并形成烧结表面特别光滑和致密的粉末层，从而有益于激光快速成型装置加工出光滑致密的实体。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种基于磁性成型空间的激光快速成型装置，其包括机架，所述机架上设置有成型缸，所述成型缸内设置有铺粉基板和电磁铁，所述铺粉基板与成型缸竖直滑动连接，所述铺粉基板的下端传动连接有用来驱动铺粉基板上下移动的成型驱动组件；所述机架上还设置有环形刮刀，所述环形刮刀为上端封闭、下端开口的筒状结构，所述环形刮刀的下端设置有刀刃，所述环形刮刀的内腔竖直滑动连接有磁性冲头，所述磁性冲头的形状与铺粉基板的形状相适配。这样本发明能够在电磁铁的作用下在成型缸内形成磁性空间，并在该磁性空间的作用下引导磁性冲头在环形刮刀和铺粉基板之间垂直移动，进而紧密压实粉末层，并最终形成有利于生产出致密实体的粉末层；另外，由于磁性冲头和电磁铁之间形成了对位磁场空间，其会使得铺粉基板上所铺铁磁性颗粒粉末的表面变得粗糙，进而增加铺粉基板上所铺粉末层的粘附性，即使是最薄的粉末层也能具备良好的粘附性，从而有利于在平滑的铺粉基板上实现加工需求。
进一步地，所述机架上还设置有送粉缸，所述送粉缸内竖直滑动连接有送粉板，所述送粉板的下端传动连接有用来驱动送粉板上下移动的送粉驱动组件；所述环形刮刀上传动连接有铺粉驱动组件，所述铺粉驱动组件能够驱动环形刮刀从送粉缸上方移动至成型缸上方，并将送粉缸内的粉末全封闭地转移至铺粉基板上。
进一步地，还包括位移传感器，所述位移传感器用来测量铺粉基板与环形刮刀之间距离或用来测量铺粉基板上所铺粉末的上表面与环形刮刀之间距离；所述位移传感器上通信连接有高度调节控制器，所述高度调节控制器能够根据位移传感器的输出信号控制成型驱动组件调整铺粉基板的高度。这样当铺粉基板在成型驱动组件的驱使下沿着成型缸下降一定距离h，以使得铺粉基板上表面与环形刮刀之间理论上具有垂直距离H时，本发明可以先将环形刮刀转动至铺粉基板上方，再通过位移传感器测试此时垂直距离H的实际数值，并将实际数值与理论数值之间的误差值反馈给上位工控机，从而精细调整此距离，确保最终理论垂直距离H等于h，且此垂直距离H为事先设定的铺粉层单层层厚，然后再驱动环形刮刀将送粉缸内的粉末均匀地铺设到铺粉基板上。
进一步地，所述铺粉基板的上方设置有激光扫描组件，这样当环形刮刀将粉末送至铺粉基板上后，可以通过激光扫描组件将激光束引导至铺粉基板处，并通过外部声光调制器使激光束以脉冲模式或连续模式对粉末层表面进行均匀烧结，以此产生非常均匀的烧结层，而且每层烧结层可以根据目标需求增大激光功率或改变工作方式，以调整所产生实体水平特性、垂直特性的梯度分布。
进一步地，所述机架上设置有清洁橡胶嘴，所述清洁橡胶嘴的下方设置有粉末回收缸，这样当环形刮刀结束一次铺粉动作后，可以通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀来到清洁橡胶嘴处，并使得环形刮刀的刀刃部分与清洁橡胶嘴接触，然后再通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀绕其本身的轴线进行旋转，并在旋转过程中通过清洁橡胶嘴将环形刮刀的整个刀刃上的余粉刮出，并将余粉散落至粉末回收缸内，方便对其进行二次利用。
进一步地，还包括保护气体处理室，所述机架位于保护气体处理室内，且在加工开始前先将保护气体处理室内部抽至真空，再向保护气体处理室内冲入工艺保护气体。
进一步地，所述保护气体处理室内设置有干燥组件和加热组件，并通过干燥组件和加热组件保证加工所用粉末的干燥和实现激光加工前的预热。
另一方面，本发明还提供了一种基于磁性成型空间的激光快速成型铺粉方法，其步骤如下：
步骤一，启动装置，确定初始位置；其中铺粉基板的上表面与机架的成型面板平齐；送粉板位于送粉缸的底部，并使送粉缸内所装粉末的顶端与机架的成型面板平齐；环形刮刀位于送粉缸的上方，且环形刮刀下端的刀刃与送粉缸的粉末顶端、铺粉基板的上表面平齐；
步骤二，先通过成型驱动组件驱使铺粉基板下移一个粉末层的距离，通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至铺粉基板上方，然后再通过位移传感器测量环形刮刀与铺粉基板上表面之间的距离，并根据位移传感器测量的距离调整铺粉基板的高度，直至铺粉基板的高度满足工件加工要求；
步骤三，先通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至送粉缸的上方，再通过送粉驱动组件驱使送粉板上移，并推出一个粉末层所需的粉末；然后再通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀将粉末封闭移动至铺粉基板上表面，并对铺粉基板上的粉末进行铺平；
步骤四，对成型缸内的电磁铁通电，并在电磁铁的作用下驱使磁性冲头向铺粉基板靠近，直至将铺粉基板上的粉末层紧密压实；
步骤五，通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至清洁橡胶嘴处，并通过清洁橡胶嘴对环形刮刀进行清理；清理结束后，通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至送粉缸上方；
步骤六，重复步骤二至步骤五，直至工件加工完成。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：首先，本发明所提供的基于磁性成型空间的激光快速成型装置能够在电磁铁的作用下在成型缸内形成磁性空间，并在该磁性空间的作用下引导磁性冲头在环形刮刀和铺粉基板之间垂直移动，进而紧密压实粉末层，并最终形成有利于生产出致密实体的粉末层；同时，由于磁性冲头和电磁铁之间形成了对位磁场空间，其会使得铺粉基板上所铺铁磁性颗粒粉末的表面变得粗糙，进而增加铺粉基板上所铺粉末层的粘附性，即使是最薄的粉末层也能具备良好的粘附性，从而有利于在平滑的铺粉基板上实现加工需求；其次，本发明所提供的基于磁性成型空间的激光快速成型铺粉方法能够有效压实铺粉基板上的粉末层，并有利于构造出高致密的激光加工实体，另外，在利用本发明所提供的基于磁性成型空间的激光快速成型铺粉方法进行激光快速成型加工时，其能够使铺粉基板上的粉末层表面变得粗糙，以增加粉末层粘附性，即使是铺粉期间最薄的粉末层都会实现良好的粘附性，从而有利于在平滑的铺粉基板上进行加工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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为本发明一种基于磁性成型空间的激光快速成型装置的结构示意图。
图2为本发明一种基于磁性成型空间的激光快速成型装置中环形刮刀处的结构示意图。
图3为本发明一种基于磁性成型空间的激光快速成型装置中成型缸处的结构示意图。
图中：1、保护气体处理室，2、铺粉基板，3、激光扫描组件，4、送粉缸，5、成型缸，6、实体，7、送粉板，8、机架，9、环形刮刀，9.1、磁性冲头，9.2、刀刃，10、铺粉驱动组件，11、成型驱动组件，12、送粉驱动组件，13、窗口，14、清洁橡胶嘴，15、粉末回收缸，16、电源线圈，17、透明保护板。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种基于磁性成型空间的激光快速成型装置，其包括保护气体处理室1，所述保护气体处理室1内设置有机架8，所述机架8上设置有送粉缸4和成型缸5。其中，所述送粉缸4内竖直滑动连接有送粉板7，所述送粉板7的下端传动连接有用来驱动送粉板7上下移动的送粉驱动组件12；所述成型缸5内竖直滑动连接有铺粉基板2，所述铺粉基板2的下端传动连接有用来驱动铺粉基板2上下移动的成型驱动组件11；所述成型缸5的上方设置有激光扫描组件3，且激光扫描组件3与铺粉基板2之间的距离根据激光扫描组件3的固定焦距确定。
另外，所述成型缸5内还设置有电磁铁，且所述电磁铁既可以直接为所述铺粉基板2，也可以为所述铺粉基板2的一部分或者围绕成型缸5上下方布置的电源线圈16。当所述电磁铁为围绕成型缸5上下方布置的电源线圈16时，如图3所示，所述铺粉基板2位于整个电源线圈16的中心，且当所述电源线圈16与交流电源或脉冲直流电源或非对称交流电源电连接时，所述铺粉基板2周围能够产生磁场，并使整个成型缸5内形成一个磁性空间。
所述机架8上还设置有环形刮刀9，所述环形刮刀9为上端封闭，下端开口的筒状结构，且所述环形刮刀9的下端设置有刀刃9.2，所述环形刮刀9的内腔竖直滑动连接有磁性冲头9.1，所述磁性冲头9.1的形状与铺粉基板2的形状相适配。另外，所述环形刮刀9的一端传动连接有铺粉驱动组件10，所述铺粉驱动组件10能够驱使环形刮刀9从送粉缸4上方移动至成型缸5上方，并将送粉缸4内的粉末封闭地转移至铺粉基板2上，以及将粉末均匀地铺设在铺粉基板2上。具体地，如图1所示，当所述成型缸5、送粉缸4呈直线阵列布置在机架8上时，所述铺粉驱动组件10优选为直线驱动组件；如图2所示，当所述成型缸5、送粉缸4呈圆周阵列布置在机架8上时，所述铺粉驱动组件10优选为旋转驱动组件。而且当环形刮刀9位于成型缸5上方时，所述磁性冲头9.1能够在上述磁性空间的作用下，在环形刮刀9和成型缸5之间形成的封闭空间内垂直移动，以抵靠铺粉基板2上方铺设的粉末层表面，并对其进行压紧动作。
此外，为了提高铺粉基板2的运动精度，本发明还设置有用来测量铺粉基板2与环形刮刀9之间距离和/或用来测量铺粉基板2上所铺粉末的上表面与环形刮刀9之间距离的位移传感器，所述位移传感器的测量精度小于1μm。而且所述位移传感器上通信连接有高度调节控制器，所述高度调节控制器能够根据位移传感器的输出信号控制成型驱动组件11调整铺粉基板2的高度，并最终达到精准调整铺粉基板2与环形刮刀9之间距离的目的。
另外，为了保证环形刮刀9的清洁，在所述机架8上还设置有用来回收残余粉末的粉末回收缸15和用来清洁环形刮刀9的清洁橡胶嘴14，且所述清洁橡胶嘴14位于粉末回收缸15的上方。这样在铺粉结束后，可以通过所述铺粉驱动组件10驱使环形刮刀9从成型缸5上方移动至粉末回收缸15上方的清洁橡胶嘴14处，并驱使环形刮刀9下端的刀刃9.2与清洁橡胶嘴14进行旋转刮行动作，以清除环形刮刀9下端刀刃9.2处的余粉。
为了减少粉末在构建实体期间被激光照射时的热应力波动，以及减少粉末激光烧结的阈值，本发明还在所述保护气体处理室1内设置有干燥组件和加热组件，并通过干燥组件保证加工所用粉末的干燥，通过加热组件实现激光加工前的预热。
此外，本发明还提供了一种基于磁性成型空间的激光快速成型铺粉方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一，启动装置，确定初始位置；其中铺粉基板的上表面与机架的成型面板平齐；送粉板位于送粉缸的底部，并使送粉缸内所装粉末的顶端与机架的成型面板平齐；环形刮刀位于送粉缸的上方，且环形刮刀下端的刀刃与送粉缸的粉末顶端、铺粉基板的上表面平齐；
步骤二，先通过成型驱动组件驱使铺粉基板下移一个粉末层的距离，通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至铺粉基板上方，然后再通过位移传感器测量环形刮刀与铺粉基板上表面之间的距离，并根据位移传感器测量的距离调整铺粉基板的高度，直至铺粉基板的高度满足工件加工要求；
步骤三，先通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至送粉缸的上方，再通过送粉驱动组件驱使送粉板上移，并推出一个粉末层所需的粉末；然后再通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀将粉末封闭移动至铺粉基板上表面，并对铺粉基板上的粉末进行铺平；
步骤四，对成型缸内的电磁铁通电，并在电磁铁的作用下驱使磁性冲头向铺粉基板靠近，直至将铺粉基板上的粉末层紧密压实；
步骤五，通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至清洁橡胶嘴处，并通过清洁橡胶嘴对环形刮刀进行清理；清理结束后，通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至送粉缸上方；
步骤六，重复步骤二至步骤五，直至工件加工完成。
需要说明的是，本发明所提供的基于磁性成型空间的激光快速成型装置中成型缸、送粉缸和环形刮刀的数量既可以为一个，也可以为多个，其具体数量和位置关系可以根据具体的生产情况进行确定。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种基于磁性成型空间的激光快速成型装置，其特征在于，包括机架，所述机架上设置有成型缸，所述成型缸内设置有铺粉基板和电磁铁，所述铺粉基板与成型缸竖直滑动连接，所述铺粉基板的下端传动连接有用来驱动铺粉基板上下移动的成型驱动组件；所述机架上还设置有环形刮刀，所述环形刮刀为上端封闭、下端开口的筒状结构，所述环形刮刀的下端设置有刀刃，所述环形刮刀的内腔竖直滑动连接有磁性冲头，所述磁性冲头的形状与铺粉基板的形状相适配。
2.根据权利要求1所述的基于磁性成型空间的激光快速成型装置，其特征在于，所述机架上还设置有送粉缸，所述送粉缸内竖直滑动连接有送粉板，所述送粉板的下端传动连接有用来驱动送粉板上下移动的送粉驱动组件；所述环形刮刀上传动连接有铺粉驱动组件，所述铺粉驱动组件能够驱动环形刮刀从送粉缸上方移动至成型缸上方。
3.根据权利要求2所述的基于磁性成型空间的激光快速成型装置，其特征在于，还包括位移传感器，所述位移传感器用来测量铺粉基板与环形刮刀之间距离或用来测量铺粉基板上所铺粉末的上表面与环形刮刀之间距离；所述位移传感器上通信连接有高度调节控制器，所述高度调节控制器能够根据位移传感器的输出信号控制成型驱动组件调整铺粉基板的高度。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于磁性成型空间的激光快速成型装置，其特征在于，所述铺粉基板的上方设置有激光扫描组件。
5.根据权利要求4所述的基于磁性成型空间的激光快速成型装置，其特征在于，所述机架上设置有清洁橡胶嘴，所述清洁橡胶嘴的下方设置有粉末回收缸。
6.根据权利要求4所述的基于磁性成型空间的激光快速成型装置，其特征在于，还包括保护气体处理室，所述机架位于保护气体处理室内。
7.根据权利要求6所述的基于磁性成型空间的激光快速成型装置，其特征在于，所述保护气体处理室内设置有干燥组件和加热组件。
8.一种基于磁性成型空间的激光快速成型铺粉方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一，启动装置，确定初始位置；其中铺粉基板的上表面与机架的成型面板平齐；送粉板位于送粉缸的底部，并使送粉缸内所装粉末的顶端与机架的成型面板平齐；环形刮刀位于送粉缸的上方，且环形刮刀下端的刀刃与送粉缸的粉末顶端、铺粉基板的上表面平齐；
步骤二，先通过成型驱动组件驱使铺粉基板下移一个粉末层的距离，通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至铺粉基板上方，然后再通过位移传感器测量环形刮刀与铺粉基板上表面之间的距离，并根据位移传感器测量的距离调整铺粉基板的高度，直至铺粉基板的高度满足工件加工要求；
步骤三，先通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至送粉缸的上方，再通过送粉驱动组件驱使送粉板上移，并推出一个粉末层所需的粉末；然后再通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀将粉末封闭移动至铺粉基板上表面，并对铺粉基板上的粉末进行铺平；
步骤四，对成型缸内的电磁铁通电，并在电磁铁的作用下驱使磁性冲头向铺粉基板靠近，直至将铺粉基板上的粉末层紧密压实；
步骤五，通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至清洁橡胶嘴处，并通过清洁橡胶嘴对环形刮刀进行清理；清理结束后，通过铺粉驱动组件驱使环形刮刀移动至送粉缸上方；
步骤六，重复步骤二至步骤五，直至工件加工完成。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114951706A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 武汉大学 | 激光选区熔化智能铺粉方法及其系统 |
| CN115365516A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-11-22 | 华中科技大学 | 定点送粉装置、选区激光熔化成型设备及方法 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05138066A (ja) * | 1991-11-20 | 1993-06-01 | Shisuto:Kk | 磁性体切粉を含んだ使用済切削油から磁性体切粉を分離する装置 |
| DE102004022385A1 (de) * | 2004-05-01 | 2005-11-24 | Laserinstitut Mittelsachsen E.V. | Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern und Verwendung mindestens eines Magnetfeldes zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern |
| CN1753748A (zh) * | 2003-02-26 | 2006-03-29 | 3D-微马克股份公司 | 用于生产小型物体或微型物体的方法和设备 |
| US20090317279A1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-24 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Selective sintering of compacted components |
| CN103862043A (zh) * | 2014-03-05 | 2014-06-18 | 西安交通大学 | 提高非磁性金属粉末激光选区烧结成形质量的装置 |
| CN104842555A (zh) * | 2014-02-18 | 2015-08-19 | 精工爱普生株式会社 | 三维造型物制造装置、三维造型物及其制造方法 |
| CN107199339A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-09-26 | 长春德信光电技术有限公司 | 用于激光快速成型设备的铺粉精确控制装置及方法 |
| CN110355368A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-10-22 | 飞而康快速制造科技有限责任公司 | 铺粉式3d打印机的刮刀清粉装置及其应用方法 |
| CN211000014U (zh) * | 2019-05-30 | 2020-07-14 | 上海航天设备制造总厂有限公司 | 一种3d打印设备刮刀清洁集成装置 |
| CN112663048A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-16 | 泉州市双滢新材料科技有限公司 | 一种多层复合纳米涂层的激光熔覆装置及方法 |
| CN112846175A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 中南大学 | 一种利用电-磁能实现粉末高速压实和烧结的装置及方法 |
| EP3865229A1 (de) * | 2020-02-11 | 2021-08-18 | Heraeus Additive Manufacturing GmbH | Fertigungssystem zum schichtweisen aufbringen eines pulvermaterials auf eine bauplattform |
| CN113681026A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-23 | 西安富可史机电科技有限公司 | 电磁干预激光成型调控粉床增材组织性能的方法及装置 |
| CN215615100U (zh) * | 2021-05-08 | 2022-01-25 | 浙江意动科技股份有限公司 | 一种圆柱坐标式金属3d打印机用的清粉装置 |
-
2022
- 2022-04-21 CN CN202210418524.7A patent/CN114515840A/zh active Pending
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05138066A (ja) * | 1991-11-20 | 1993-06-01 | Shisuto:Kk | 磁性体切粉を含んだ使用済切削油から磁性体切粉を分離する装置 |
| CN1753748A (zh) * | 2003-02-26 | 2006-03-29 | 3D-微马克股份公司 | 用于生产小型物体或微型物体的方法和设备 |
| DE102004022385A1 (de) * | 2004-05-01 | 2005-11-24 | Laserinstitut Mittelsachsen E.V. | Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern und Verwendung mindestens eines Magnetfeldes zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern |
| US20090317279A1 (en) * | 2008-06-24 | 2009-12-24 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Selective sintering of compacted components |
| CN104842555A (zh) * | 2014-02-18 | 2015-08-19 | 精工爱普生株式会社 | 三维造型物制造装置、三维造型物及其制造方法 |
| CN103862043A (zh) * | 2014-03-05 | 2014-06-18 | 西安交通大学 | 提高非磁性金属粉末激光选区烧结成形质量的装置 |
| CN107199339A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-09-26 | 长春德信光电技术有限公司 | 用于激光快速成型设备的铺粉精确控制装置及方法 |
| CN211000014U (zh) * | 2019-05-30 | 2020-07-14 | 上海航天设备制造总厂有限公司 | 一种3d打印设备刮刀清洁集成装置 |
| CN110355368A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-10-22 | 飞而康快速制造科技有限责任公司 | 铺粉式3d打印机的刮刀清粉装置及其应用方法 |
| EP3865229A1 (de) * | 2020-02-11 | 2021-08-18 | Heraeus Additive Manufacturing GmbH | Fertigungssystem zum schichtweisen aufbringen eines pulvermaterials auf eine bauplattform |
| CN112663048A (zh) * | 2020-12-04 | 2021-04-16 | 泉州市双滢新材料科技有限公司 | 一种多层复合纳米涂层的激光熔覆装置及方法 |
| CN112846175A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 中南大学 | 一种利用电-磁能实现粉末高速压实和烧结的装置及方法 |
| CN215615100U (zh) * | 2021-05-08 | 2022-01-25 | 浙江意动科技股份有限公司 | 一种圆柱坐标式金属3d打印机用的清粉装置 |
| CN113681026A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-23 | 西安富可史机电科技有限公司 | 电磁干预激光成型调控粉床增材组织性能的方法及装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114951706A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 武汉大学 | 激光选区熔化智能铺粉方法及其系统 |
| CN115365516A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-11-22 | 华中科技大学 | 定点送粉装置、选区激光熔化成型设备及方法 |
| CN115365516B (zh) * | 2022-07-15 | 2024-02-02 | 华中科技大学 | 定点送粉装置、选区激光熔化成型设备及方法 |
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