CN205395202U - 一种光源位置和光斑直径可变的sls快速成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光源位置和光斑直径可变的SLS快速成型装置，包括铺粉辊子、工作缸、PC机系统以及光源系统，所述的工作缸由左回收缸、左缸、右缸和右回收缸组成，在左缸和右缸内均设有由PC机系统控制的可升降的活动板，铺粉辊子位于四个缸的上工作平面，并可在PC机系统控制下做水平方向的往复运动；光源系统包括光源以及沿光源发射光线方向设置的多孔光阑和反射镜，其中多孔光阑可沿边缘切线方向进行旋转，反射镜可沿光源发射光线方向前后移动。该快速成型装置可以通过使光源进行移动来减少手工劳动量清粉过程，并可以通过调节光斑直径使得烧结件拐角处轮廓分明，提高加工的效率。

Description

一种光源位置和光斑直径可变的SLS快速成型装置

技术领域

本实用新型属于快速成型制造设备技术领域，具体涉及一种光源位置和光斑直径可变的SLS快速成型装置。

背景技术

选区激光烧结(SLS)技术是快速成型技术领域中比较成熟的一种成型工艺，其基本原理采用的是分层制造原理，以热塑性粉末材料为原料，将建好的三维模型转化为实体。现有技术中采用的SLS快速成型装置均为光斑直径恒定的装置，在加工的过程中，整个烧结件都是以一个恒定光斑直径的激光光源进行扫描加工的，并且供粉缸和成型缸处于功能固定的状态。这样的装置在实际应用时存在有以下几个问题：当供粉缸内的粉末被用完之后，需要将成型缸内的大量粉末清理出来装入供粉缸内，加大了手工劳动量的同时降低了加工效率；如果光斑直径过大，会使得烧结件一些拐角处过于精细的细节无法达到要求；而如果光斑直径过小，当需要加工大面积区域轮廓时，会使得烧结过程中的效率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种光源位置和光斑直径可变的SLS快速成型装置，该快速成型装置可以通过使光源进行移动来减少手工劳动量清粉过程，提高加工的效率，另外还可以通过调节光斑直径使得烧结件拐角处轮廓分明，提高加工的效率。

为了达到上述发明目的而采取的技术解决方案如下所述：

一种光源位置和光斑直径可变的SLS快速成型装置，包括铺粉辊子、工作缸、PC机系统以及位于工作缸上方的光源系统，所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸、左缸、右缸和右回收缸组成，在左缸和右缸内均设置有一块由PC机系统控制的可升降的活动板，铺粉辊子位于四个缸的上工作平面，并可在PC机系统控制下做水平方向的往复运动；光源系统包括光源以及沿光源发射光线方向设置的多孔光阑和反射镜，其中多孔光阑可在PC机系统控制下沿边缘切线方向进行旋转，反射镜可在PC机系统控制下沿光源发射光线方向前后移动，将由光阑孔穿过的管线反射照至左缸或右缸上。

本实用新型进一步的技术解决方案还包括，在多孔光阑上设有多个不同孔径的光孔。

与现有技术相比，本实用新型在保证完整加工过程的基础上，用可移动的光源取代原有的固定光源，通过反射镜的水平移动，实现两缸(供粉缸、成型缸)功能互换的作用，减少了手工劳动量的同时提高加工效率；用可旋转的多孔光阑取代原有的单孔光阑，通过调节多孔光阑的旋转角度，以实现不同光斑直径的扫描，当需要加工拐角处的轮廓或者较为精细轮廓时，采用多孔光阑上的小孔，当需要加工大面积区域轮廓时，采用多孔光板上的大孔，二者的交错变化，使得整个加工过程中的精度和效率都有一定的提升。

附图说明

图1为本实用新型处在一种加工(右缸)过程的结构示意图。

图2为本实用新型处在另一种加工(左缸)过程的结构示意图。

图3为本实用新型中光源系统的结构示意图。

图中各数字标号的名称分别是：1－光源，2－多孔光阑，3反射镜，4－铺粉辊子，5－左缸，6－右缸，7a－左回收缸，7b－右回收缸，8－PC机系统。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际应用形式并不仅限于此。

参见附图，本实用新型所述的光源位置和光斑直径可变的SLS快速成型装置包括光源系统、铺粉辊子4、左缸5、右缸6、左回收缸7a、右回收缸7b和PC机系统8。用于为加工过程提供能量来源的光源系统位于整个装置的最顶端，由光源1、多孔光阑2和反射镜3组成(图3)，其中多孔光阑2可在PC机系统8控制下沿边缘切线方向进行旋转，在多孔光阑2上设有多个不同孔径的光孔；反射镜3可在PC机系统8控制下沿光源发射光线方向前后移动，将由光阑孔穿过的管线反射照至左缸5或右缸6上。左缸5、右缸6和其两侧的回收缸沿横向等高并排位于整个装置的最低端，对左缸5和右缸6而言，二者均能起到供粉缸和成型缸的作用，两侧的左、右回收缸7a、7b则起到对多余粉料回收的作用，在左缸5和右缸6内均设有一块由PC机系统8控制的可升降的活动板。铺粉辊子4设在上述四缸的上端并与四缸的上工作面相接触，工作时铺粉辊子4可在PC机系统8的控制下沿水平方向往复运动，对粉料起到刮平和推送的作用。PC机系统8位于整个装置的最左端，起到对装置的整体控制的作用。

本实用新型所述SLS快速成型装置的工作原理如下所述。

图1所示的对右缸6粉料加工过程中，加工之前在左缸5内装有大量代加工的粉料，使右缸6内的活动板位于其运动行程的最上端，此时左缸5作为供粉缸、右缸6作为成型缸，铺粉辊子4位于左缸5的最左端；当接收到加工信息时，右缸6在PC机系统8的控制下下降一个加工层厚，为了保证右缸6内的粉末充足且被刮平，使左缸5在PC机系统8的控制下上升的层厚稍大于一个加工层厚，并驱动铺粉辊子4从左端开始一次来回的水平运动，将左缸5内上升起来的粉末推送到右缸6内，同时将上工作面的粉末刮平，多余的少量粉末被推送到两侧的回收缸7中；PC机系统8将第一层的轮廓信息传输给光源系统，由光源1发射出的光通过多孔光阑2并在反射镜3的反射下对右缸6内已铺好的粉料进行扫描加工；当接收到加工下一层信息时，对新一层粉料的加工过程与上述过程一致，最终直至整个烧结件加工完成。

当将上述加工的烧结件取出后，左缸5内的粉末基本没有或者剩余很少一部分，而右缸6内装有大量的粉末，右回收缸7b中也有少量的粉末。此时在PC机系统8的控制下将反射镜3水平向左移动一定距离，如图2所示。于是使右缸6作为供粉缸，左缸5作为成型缸，右缸6内装有大量待加工的粉末，使其内部的活动板位于较为底部的位置，另使左缸5内的活动板位于较为顶部的位置，其加工过程与图1的加工过程类似，不同之处在于此时左缸5下降一个层厚，右缸6上升一个多层厚，同时铺粉辊子4从右端开始一次来回的水平运动，最终将整个烧结件加工制造完成。

在以上加工过程中，当PC机系统8识别到精细轮廓和拐角处轮廓时，多孔光阑2在PC机系统8的控制下迅速旋转一定角度，其上的小孔与光源1发射光的光路重合，使得此时加工的轮廓较为精细；当PC机系统8识别到大面积的轮廓时候，多孔光阑2在PC机系统8的控制下迅速旋转一定角度，其上的大孔与光源1发射光的光路重合，使得此时的加工效率提高。

Claims (2)

1.一种光源位置和光斑直径可变的SLS快速成型装置，包括铺粉辊子(4)、工作缸、PC机系统(8)以及位于工作缸上方的光源系统，其特征在于：所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸(7a)、左缸(5)、右缸(6)和右回收缸(7b)组成，在左缸(5)和右缸(6)内均设置有一块由PC机系统(8)控制的可升降的活动板，铺粉辊子(4)位于四个缸的上工作平面，并可在PC机系统(8)控制下做水平方向的往复运动；光源系统包括光源(1)以及沿光源发射光线方向设置的多孔光阑(2)和反射镜(3)，其中多孔光阑(2)可在PC机系统(8)控制下沿边缘切线方向进行旋转，反射镜(3)可在PC机系统(8)控制下沿光源发射光线方向前后移动，将由光阑孔穿过的管线反射照至左缸(5)或右缸(6)上。

2.根据权利要求1所述的光源位置和光斑直径可变的SLS快速成型装置，其特征在于：在多孔光阑(2)上设有多个不同孔径的光孔。