CN205416413U - 一种面成型的sls快速成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种面成型的SLS快速成型装置，包括电阻丝加热板、冷却板、铺粉辊子、工作缸和PC机系统，所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸、供粉缸、成型缸和右回收缸组成，在各工作缸内均设置有可升降的活动板，铺粉辊子位于四个缸的上工作平面，所述的电阻丝加热板和冷却板均设置在工作缸的上方，所述的PC机系统与电阻丝加热板、冷却板、铺粉辊子以及各工作缸内的可升降的活动板电连接。本实用新型在保证完整加工过程的基础上，用电阻丝加热板取代了传统的激光器点光源，加工过程中对电阻丝加热板上的电阻丝选择性通电加热，从而进行粉末的烧结，使其达到一个面成型的加工效果，加工效率大大提高。

Description

一种面成型的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，具体涉及一种面成型的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重要的一种成型工艺，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通过激光扫描照射，将建好的三维模型转化为实体。

现有技术中，绝大多数传统的SLS快速成型装置所需的能量来源于激光发射出的能量，当粉床上的粉末接收到这一能量后，便熔融而后冷却凝固，这样的装置存在着以下几个问题：(1)、激光发射器发射的光源为电光源，将光在粉末层上汇聚成点，让光点按给定的路径进行逐点扫描，因此要形成一层轮廓的话就需要对X、Y两个方向进行控制，这样会使得加工效率低；(2)、对一层轮廓加工时，存在同一层的不同部位加工时间不一，从而使得冷却凝固时间不一，产生内应力，最终导致烧结件出现翘曲变形；(3)、能量由激光器提供，使得整个装置的成本较高。

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，提供一种加工效率高、结构简单、可明显减少烧结件出现翘曲变形的面成型的SLS快速成型装置。

为了达到上述目的而采取的技术解决方案如下所述：

一种面成型的SLS快速成型装置，包括电阻丝加热板、冷却板、铺粉辊子、工作缸和PC机系统，所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸、供粉缸、成型缸和右回收缸组成，在各工作缸内均设置有可升降的活动板，铺粉辊子位于四个缸的上工作平面，所述的电阻丝加热板和冷却板均设置在工作缸的上方，所述的PC机系统与电阻丝加热板、冷却板、铺粉辊子以及各工作缸内的可升降的活动板电连接。

本实用新型的进一步的技术解决方案还包括：电阻丝加热板设置在成型缸的正上方，并可在PC机系统驱动下做上下方向的运动；冷却板位于电阻丝加热板行程的最高点工作位至最低点工作位之间，并可在PC机系统驱动下在成型缸和供粉缸的正上方区域内做左右方向的运动；当冷却板运动抵近至电阻丝加热板正下面后，冷却板可在PC机系统驱动下对电阻丝加热板进行冷却。

本实用新型的进一步的技术解决方案还包括：电阻丝加热板的加热面、冷却板的冷却面以及成型缸的上缸面三者间的大小一致。

本实用新型的进一步的技术解决方案还包括：所述电阻丝加热板自上至下依次由顶板、隔热板和电阻丝组成。

实际工作中，该面成型的SLS快速成型装置中的PC机系统控制供粉缸、成型缸和回收缸内升降活动板的升降、电阻丝加热板的通电加热、冷却板的通电冷却和运动以及铺粉辊子的推动和滚动，供粉缸在整个装置中起到提供粉料的作用，成型缸在整个装置中充当加工区域的作用，两侧的回收缸对加工过程中多余的粉料进行回收利用，电阻丝加热板起到提供能量的作用，冷却板主要用于对电阻丝加热板进行快速的冷却。

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，用电阻丝加热板取代了传统的激光器点光源，加工过程中对电阻丝加热板上的电阻丝选择性通电加热，从而进行粉末的烧结，使其达到一个面成型的加工效果，加工效率大大提高；对轮廓成型的过程中避免了同一轮廓层的内应力产生，在一定程度上减少了翘曲变形的出现；电阻丝加热板的价格较便宜，降低了成型设备的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的加工过程示意图；

图3为本实用新型的冷却过程示意图；

图4为电阻丝加热板的结构示意图。

其中：1－电阻丝加热板,1-1－顶板,1-2－隔热板,1-3－电阻丝；2－冷却板；3—铺粉辊子；4—成型缸；5—供粉缸；6a—左回收缸，6b－右回收缸；7－PC机系统。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型所述的面成型的SLS快速成型装置包括电阻丝加热板1、冷却板2、铺粉辊子3、工作缸、和PC机系统7。其中的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸6a、供粉缸5、成型缸4和右回收缸6b组成；电阻丝加热板1上插了密排的电阻丝，其直径为0.5mm，温度可达200℃。

该面成型的SLS快速成型装置中，由顶板1-1、隔热板1-2、电阻丝1-3组成的电阻丝加热板1位于整个装置的最上端且位于成型缸4的正上方，用于为加工过程提供能量的来源；冷却板2位于电阻丝加热板1上下行程的最高点工作位至最低点工作位之间，可在PC机系统7的驱动下在成型缸和供粉缸的正上方区域内做左右方向的水平运动，起到对电阻丝加热板1进行迅速冷却的作用；左回收缸6a、成型缸4、供粉缸5和右回收缸6b沿横向依次等高并排位于整个装置的最底端，成型缸4是加工过程中的工作区域，供粉缸5为加工过程提供粉料，两个回收缸起到对多余粉料回收的作用，在成型缸4、供粉缸5和左右两侧的回收缸内均设有一块由PC机系统7控制的可升降的活动板；铺粉辊子3设在四缸的上端并与四个工作缸的上工作面相接触，在PC机系统7的控制下铺粉辊子3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7位于整个装置的最左端，起到控制的作用。

本实用新型所述铺粉装置的工作原理如下所述。

如图1所示，供粉缸5内装有大量的待加工粉末，粉末材料选择软化点较低的粉末材料，例如松香树脂粉等，成型缸4内的活动板位于其运动行程的最上端，电阻丝加热板1位于成型缸4的正上端，冷却板2位于供粉缸5的正上端，铺粉辊子3位于供粉缸5的最右端。

如图2所示，当接收到加工信息时，成型缸4中的活动板的在PC机系统7的控制下下降一个加工层厚，同时供粉缸5中的活动板在PC机系统7的控制下上升一个加工层厚(为了保证成型缸4内的粉末充足且被刮平，供粉缸5中的活动板上升的层厚可稍大于一个加工层厚)；驱动铺粉辊子3从右端开始一次来回的水平运动，将供粉缸5内上升起来的粉末推送到成型缸4内，同时将上工作面的粉末刮平，多余的少量粉末被推送到左右两侧的回收缸中；PC机系统7将第一层的轮廓信息传输给电阻丝加热板1，电阻丝加热板1有选择性地对其底部的电阻丝进行通电，使其迅速的升温到较高的温度，同时电阻丝加热板1在PC机系统7的控制下下降直至与成型缸4内的粉末接触，对该层的粉末进行加工；该过程为一次性成型，未通电的电阻丝所接触到的粉末仍然为散粉末状态。

如图3所示，当一层的轮廓面加工完成，电阻丝加热板1在PC机系统的控制下上升到原有位置，冷却板2在PC机系统7的控制下水平运动到电阻丝加热板1的下端，使其迅速冷却；与此同时，成型缸4中的活动板再下降一个层厚的高度，供粉缸5中的活动板再上升稍大于一个层厚的高度，驱动铺粉辊子3对粉末进行推送和刮平，多余的粉末推送到两侧的回收缸内。

如此往复加工直至整个制件加工完成。当需要对左、右回收缸6内的粉末进行清理时，无需人工的手动操作，只需通过升降活动板将回收缸6a、6b内的粉末升至最上端，然后利用铺粉辊子3将粉末推送到两个供粉缸内即可。

如图4所示，本实用新型采用的电阻丝加热板1由顶板1-1、隔热板1-2和电阻丝1-3组成，电阻丝只露出很小一部分，其绝大部分都在顶板和隔热板内插着，在对某根电阻丝通电的过程中，由于有隔热板的存在，使得通电电阻丝对周边未通电的电阻丝的影响大大降低。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种面成型的SLS快速成型装置，其特征在于：包括电阻丝加热板(1)、冷却板(2)、铺粉辊子(3)、工作缸和PC机系统(7)，所述的工作缸由沿横向依次等高并排设置的左回收缸(6a)、供粉缸(5)、成型缸(4)和右回收缸(6b)组成，在各工作缸内均设置有可升降的活动板，铺粉辊子(3)位于四个缸的上工作平面，所述的电阻丝加热板(1)和冷却板(2)均设置在工作缸的上方，所述的PC机系统(7)与电阻丝加热板(1)、冷却板(2)、铺粉辊子(3)以及各工作缸内的可升降的活动板电连接。

2.根据权利要求1所述的面成型的SLS快速成型装置，其特征在于：所述的电阻丝加热板(1)设置在成型缸(4)的正上方，并可在PC机系统(7)驱动下做上下方向的运动；所述的冷却板(2)位于电阻丝加热板(1)行程的最高点工作位至最低点工作位之间，并可在PC机系统(7)驱动下在成型缸(4)和供粉缸(5)的正上方区域内做左右方向的运动；当冷却板(2)运动抵近至电阻丝加热板(1)正下面后，冷却板(2)可在PC机系统(7)驱动下对电阻丝加热板(1)进行冷却。

3.根据权利要求1或2所述的面成型的SLS快速成型装置，其特征在于：所述电阻丝加热板(1)的加热面、冷却板(2)的冷却面以及成型缸(4)的上缸面三者间的大小一致。

4.根据权利要求1或2所述的面成型的SLS快速成型装置，其特征在于，所述电阻丝加热板(1)自上至下依次由顶板(1-1)、隔热板(1-2)和电阻丝(1-3)组成。