CN202591611U - 一种可移动式激光快速成型预热装置 - Google Patents

一种可移动式激光快速成型预热装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种用于选择性激光烧结技术的可移动式激光快速成型预热装置，具有一个固定在铺粉机构中的同步带支架，在同步带支架上并行设置有两副由上下皮带轮撑张的同步带，同步带支架一侧设有用于驱动上皮带轮正向或反向转动的步进电机，在两副同步带的带面上对称各固定有一根连接杆，在两连接杆间安装有一个加热模块，在加热模块与同步带支架之间的连接杆上悬挂一个温度检测模块。该预热装置可在铺粉的同时对新粉层近距离加热，消除了加热等待时间，保证了正在扫描加工的工作面的温度场分布均匀并且降低了传统预热装置的加热功率，以并行处理的方式进行加工制作，在保证制件质量的同时降低了制作时间。

Description

一种可移动式激光快速成型预热装置
技术领域
本实用新型属于并行快速成型设备技术领域，涉及一种用于选择性激光烧结技术的可移动式激光快速成型预热装置。
技术领域
选择性激光烧结技术是一种利用激光照射烧结粉成型的快速成型技术，因其具有可选择的成型材料范围广、成型精度高、材料利用率高等优势，迄今已广泛应用于多种制造领域。
预热装置作为选择性激光烧结技术的重要组成部分，对整个系统的成型效率、制件精度及成型质量起着至关重要的作用。现有技术中，传统的预热装置大多采用固定悬挂在工作区域正上方的结构方式进行预热工作，但是在选择性激光烧结技术中，因为工作面正上方的空间必须预留激光扫描区域，这样就限制了加热装置的布局设计，造成传统预热装置存在工作面受热均匀性差、预热装置功率大、热能量利用率低等缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种可移动式激光快速成型预热装置，该装置可在降低加热装置功率的基础上，通过并行处理的方式实现逐步加热待加工区域，并提高激光扫描区域的预热温度的均匀性、制件质量及制作效率。
为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的可移动式激光快速成型预热装置具有一个固定在铺粉机构中的同步带支架，在同步带支架上并行设置有两副由上下皮带轮撑张的同步带，同步带支架一侧设有用于驱动上皮带轮正向或反向转动的步进电机，在两副同步带的带面上对称各固定有一根连接杆，在两连接杆间安装有一个加热模块，在加热模块与同步带支架之间的连接杆上悬挂一个温度检测模块。
本实用新型的技术方案还包括：所说的加热模块是热辐射加热元件，或者是热传导加热元件，或者是热对流加热元件。
本实用新型的技术方案还包括：所说的温度检测模块包括待加热区域温度传感器、加热区域温度传感器及传感器固定壳，待加热区域温度传感器垂直于工作面，待加热区域温度传感器与加热区域温度传感器成一定夹角，其夹角范围为0°～90°(可调)。
实际工作中，该预热装置根据铺粉装置所设定的移动速度及制作时间，由计算机程序通过步进电机带动皮带轮调整好加热模块的高度，铺粉装置在工作面上进行铺粉，温度检测模块中的待加热区温度传感器检测待加热区域温度后将检测信号传送至计算机中，由温控软件计算该带加热区域加热至预定温度所需功率，并以信号的方式，发送至温控装置中，悬挂在铺粉装置一侧的加热模块对工作面进行预热，并且加热区域的温度传感器对正在加热区域经行温度检测，将检测信号传送至计算机中，由温控软件计算温差并发送给温控装置，精确调节加热装置的加热温度，对新粉层进行近距离加热。
与现有技术相比，本实用新型由于在铺粉的同时对新粉层近距离加热，消除了加热等待时间，保证了正在扫描加工的工作面的温度场分布均匀并且降低了传统预热装置的加热功率，以并行处理的方式进行加工制作，在保证制件质量的同时降低了制作时间。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
图2为本实用新型的检测温度模块的工作原理图。
图3为本实用新型中加热模块的一个实施例的结构示意图。
附图中各数字标号名称分别是：1-铺粉机构，2-同步带支架，3-皮带轮，4-同步带，5-连接杆，6-温度检测模块，7-工作面，8-加热模块，9-步进电机，10-待加热区域温度传感器，11-传感器固定壳，12-加热区域温度传感器，13-红外加热管，14-玻璃罩，15-反射板。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际制作结构并不仅限于下述的实施例。
参见附图，本实用新型所述的可移动式激光快速成型预热装置由同步带支架2、皮带轮3、同步带4、连接杆5、温度检测模块6、加热模块8及步进电机9等构件组成。加热模块8通过连接杆5固定在同步带4上，同步带4通过皮带轮3固定在同步带支架2中，步进电机9固定在同步带支架2一端，同步带支架2固定在已有的铺粉机构1中，温度检测模块6悬挂在加热模块8与同步带支架2之间的连接杆5上。
该预热装置中温度检测模块的结构如图2所示，它包括待加热区域温度传感器10、加热区域温度传感器11及传感器固定壳12，待加热区域温度传感器10垂直于工作面7，待加热区域温度传感器10与加热区域温度传感器12成一定夹角，夹角范围可以在0°至90°之间进行调整。
该预热装置中加热模块8的一种实施例结构如图3所示，它包括红外加热管13、反射板15、玻璃罩14，红外加热管13固定在反射板15中，玻璃罩14固定在反射板15下端。
本实用新型的工作步骤为：
(1)、成型缸托板下降大约一个分层厚度；
(2)、根据铺粉装置所设定的移动速度及制作时间，由计算机程序通过步进电机带动皮带轮调整好加热模块的高度，铺粉装置在工作面上进行铺粉，温度检测模块中的待加热区温度传感器检测待加热区域温度，并将检测信号传送至计算机中，由温控软件计算该带加热区域加热至预定温度所需功率，并以信号的方式，发送至温控装置中，悬挂在铺粉装置一侧的加热模块对工作面进行预热，并且加热区域的温度传感器对正在加热区域经行温度检测，将检测信号传送至计算机中，由温控软件计算温差并发送给温控装置，精确调节加热装置的加热温度；
(3)、同时，激光器发出光束，通过扫描振镜将光束照射到步骤(2)中已进行预热的工作面上完成烧结制作；
(4)、步骤(2)中的铺粉工作完成后，预热也随即完成，激光光束的扫描填充也随后完成，从而形成一个烧结层；
(5)、重复上述步骤(1)～步骤(4)，直至工件制作完成。

Claims (3)

1.一种可移动式激光快速成型预热装置，其特征在于具有一个固定在铺粉机构(1)中的同步带支架(2)，在同步带支架(2)上并行设置有两副由上下皮带轮(3)撑张的同步带(4)，同步带支架(2)一侧设有用于驱动上皮带轮(3)正向或反向转动的步进电机(9)，在两副同步带(4)的带面上对称各固定有一根连接杆(5)，在两连接杆(5)间安装有一个加热模块(8)，在加热模块(8)与同步带支架(2)之间的连接杆(5)上悬挂一个温度检测模块(6)。
2.根据权利要求1所述的可移动式激光快速成型预热装置，其特征在于所说的加热模块(8)是热辐射加热元件，或者是热传导加热元件，或者是热对流加热元件。
3.根据权利要求1所述的可移动式激光快速成型预热装置，其特征在于所说的温度检测模块(6)包括待加热区域温度传感器(10)、加热区域温度传感器(12)及传感器固定壳(11)，待加热区域温度传感器(10)垂直于工作面，待加热区域温度传感器(10)与加热区域温度传感器成一定夹角，其夹角范围为0°～90°。
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