CN207914593U - 一种金属粉末选区激光烧结成型机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种金属粉末选区激光烧结成型机，能够在密闭情况下，针对工作密闭腔内进行加工后的粉料清理、取件等各项操作，避免了粉体与大气、与人体接触，减少了粉体对人的危害，减少了环境对粉体的污染，减少了惰性气体消耗，提高了操作安全性，提高了劳动生产率。

Description

一种金属粉末选区激光烧结成型机

技术领域

本实用新型涉及一种金属粉末选区激光烧结成型机，属增材制造技术领域。

背景技术

3D打印技术近来得到人们广泛认知和快速发展，其中金属粉末选区激光烧结技术是目前发展最快、最具活力的成型技术，可直接打印出金属零件，其加工过程是在惰性气体保护下由激光将加工件截面处金属粉末烧熔，并逐层叠加完成工件制作。目前，金属粉末选区激光烧结成型机，通常在加工前加料和加工后粉体清理是在空气中进行的，加工过程中工作腔体有惰性气体保护，通过抽真空或用惰性气体充气方式将工作腔氧含量降到足够低的范围（200ppm以下），以保证加工零件不被氧化、满足材料各项性能指标要求，通常工作腔达到要求工作气氛这个时间较长，惰性气体消耗量较大，加工前加料和加工后粉体清理在空气中进行不安全，如铝粉易燃易爆，不锈钢或重金属粉末会对人体造成伤害，另外，粉体长时间暴露在有氧气、水蒸气的空气环境下，对加工件材料性能指标产生不利影响。因此，开发一种惰性气体消耗量较小、密闭的、金属粉体始终在惰性气氛保护下处置的金属粉末选区激光烧结成型机将会有很大的现实意义。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种金属粉末选区激光烧结成型机，能够在密闭情况下，针对工作密闭腔内进行加工后的粉料清理、取件等各项操作，避免了粉体与大气、与人体接触，减少了粉体对人的危害，减少了环境对粉体的污染，减少了惰性气体消耗，提高了操作安全性，提高了劳动生产率。

本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型设计了一种金属粉末选区激光烧结成型机，包括基座机架、前落料集料装置、成型缸装置、手套密封装置、工作腔前门、工作密闭腔、激光扫描装置、供料装置、铺粉装置、进气装置、过渡仓内门、过渡仓、过渡仓外门和出气装置；其中，工作密闭腔固定设置于基座机架的顶面，激光扫描装置设置于工作密闭腔内的顶部，供料装置悬置于工作密闭腔内的顶部，工作密闭腔内的底面为工作台面，铺粉装置活动设置于工作密闭腔内的工作台面上；成型缸装置包括成型缸本体，以及位于成型缸本体内的活塞装置，成型缸本体仅其顶面敞开，工作密闭腔内的工作台面上设置贯穿其上下面的主通孔，该主通孔的内径与成型缸本体顶面敞开口的外径相适应，成型缸本体位于工作密闭腔内工作台面的下方，且成型缸本体顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔内工作台面上主通孔的内边缘一周相密封连接；成型缸本体内活塞装置上水平设置基板；前落料集料装置仅其顶面敞开，工作密闭腔内的工作台面上设置贯穿其上下面的第一次通孔，该第一次通孔的内径与前落料集料装置顶面敞开口的外径相适应，前落料集料装置位于工作密闭腔内工作台面的下方，且前落料集料装置顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔内工作台面上第一次通孔的内边缘一周相密封连接；工作腔前门设置于工作密闭腔的正面，用于开启或关闭连通工作密闭腔的通道；手套密封装置包括密封门本体和手套，工作腔前门上设置贯穿其两面的过道孔，该过道孔的内径与密封门本体的外径相适应，密封门本体密封设置于工作腔前门上的过道孔中，密封门本体上设置贯穿其两面的手套通孔，手套尾端的边缘一周与该手套通孔的内边缘一周密封相连，手套位于工作密闭腔内；进气装置和出气装置分别设置于工作密闭腔上、对应工作台面上方的两侧面上；过渡仓为两端敞开、且相互贯通的通道装置，过渡仓设置于工作密闭腔的侧面上，连通工作密闭腔内外空间，且工作密闭腔上两端之间的通道水平，过渡仓内门的外径与过渡仓上面向工作密闭腔内部空间的端口的内径相适应，过渡仓内门活动连接于过渡仓上面向工作密闭腔内部空间的端口上，过渡仓外门的外径与过渡仓上背向工作密闭腔内部空间的端口的内径相适应，过渡仓外门活动连接于过渡仓上背向工作密闭腔内部空间的端口上。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括后落料集料装置，后落料集料装置仅其顶面敞开，工作密闭腔内的工作台面上设置贯穿其上下面的第二次通孔，所述第一次通孔和第二次通孔分别位于所述主通孔的两侧，该第二次通孔的内径与后落料集料装置顶面敞开口的外径相适应，后落料集料装置位于工作密闭腔内工作台面的下方，且后落料集料装置顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔内工作台面上第二次通孔的内边缘一周相密封连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述水平设置于成型缸装置中活塞装置上的基板的形状、尺寸，与成型缸装置成型缸本体内水平面的形状、尺寸相适应。

本实用新型所述一种金属粉末选区激光烧结成型机采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本实用新型设计的金属粉末选区激光烧结成型机，能够在密闭情况下，针对工作密闭腔内进行加工后的粉料清理、取件等各项操作，避免了粉体与大气、与人体接触，减少了粉体对人的危害，减少了环境对粉体的污染，减少了惰性气体消耗，提高了操作安全性，提高了劳动生产率。

附图说明

图1是本实用新型设计金属粉末选区激光烧结成型机的侧视图；

图2是本实用新型设计金属粉末选区激光烧结成型机的后视图。

其中，1. 基座机架，2. 前落料集料装置，3. 成型缸装置，4. 密封门本体，5. 手套，6. 工作腔前门，7. 工作密闭腔，8. 激光扫描装置，9. 供料装置，10. 铺粉装置，11.后落料集料装置，12. 进气装置，13. 过渡仓内门，14. 过渡仓，15. 过渡仓外门，16. 出气装置。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型设计了一种金属粉末选区激光烧结成型机，包括基座机架1、前落料集料装置2、成型缸装置3、手套密封装置、工作腔前门6、工作密闭腔7、激光扫描装置8、供料装置9、铺粉装置10、进气装置12、过渡仓内门13、过渡仓14、过渡仓外门15和出气装置16；其中，工作密闭腔7固定设置于基座机架1的顶面，激光扫描装置8设置于工作密闭腔7内的顶部，供料装置9悬置于工作密闭腔7内的顶部，工作密闭腔7内的底面为工作台面，铺粉装置10活动设置于工作密闭腔7内的工作台面上；成型缸装置3包括成型缸本体，以及位于成型缸本体内的活塞装置，成型缸本体仅其顶面敞开，工作密闭腔7内的工作台面上设置贯穿其上下面的主通孔，该主通孔的内径与成型缸本体顶面敞开口的外径相适应，成型缸本体位于工作密闭腔7内工作台面的下方，且成型缸本体顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔7内工作台面上主通孔的内边缘一周相密封连接；成型缸本体内活塞装置上水平设置基板；前落料集料装置2仅其顶面敞开，工作密闭腔7内的工作台面上设置贯穿其上下面的第一次通孔，该第一次通孔的内径与前落料集料装置2顶面敞开口的外径相适应，前落料集料装置2位于工作密闭腔7内工作台面的下方，且前落料集料装置2顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔7内工作台面上第一次通孔的内边缘一周相密封连接；工作腔前门6设置于工作密闭腔7的正面，用于开启或关闭连通工作密闭腔7的通道；手套密封装置包括密封门本体4和手套5，工作腔前门6上设置贯穿其两面的过道孔，该过道孔的内径与密封门本体4的外径相适应，密封门本体4密封设置于工作腔前门6上的过道孔中，密封门本体4上设置贯穿其两面的手套通孔，手套5尾端的边缘一周与该手套通孔的内边缘一周密封相连，手套5位于工作密闭腔7内；进气装置12和出气装置16分别设置于工作密闭腔7上、对应工作台面上方的两侧面上；过渡仓14为两端敞开、且相互贯通的通道装置，过渡仓14设置于工作密闭腔7的侧面上，连通工作密闭腔7内外空间，且工作密闭腔7上两端之间的通道水平，过渡仓内门13的外径与过渡仓14上面向工作密闭腔7内部空间的端口的内径相适应，过渡仓内门13活动连接于过渡仓14上面向工作密闭腔7内部空间的端口上，过渡仓外门15的外径与过渡仓14上背向工作密闭腔7内部空间的端口的内径相适应，过渡仓外门15活动连接于过渡仓14上背向工作密闭腔7内部空间的端口上。上述技术方案所设计的金属粉末选区激光烧结成型机，能够在密闭情况下，针对工作密闭腔内进行加工后的粉料清理、取件等各项操作，避免了粉体与大气、与人体接触，减少了粉体对人的危害，减少了环境对粉体的污染，减少了惰性气体消耗，提高了操作安全性，提高了劳动生产率。

基于上述所设计金属粉末选区激光烧结成型机技术方案的基础之上，本实用新型还进一步设计了如下优选技术方案：还包括后落料集料装置11，后落料集料装置11仅其顶面敞开，工作密闭腔7内的工作台面上设置贯穿其上下面的第二次通孔，所述第一次通孔和第二次通孔分别位于所述主通孔的两侧，该第二次通孔的内径与后落料集料装置11顶面敞开口的外径相适应，后落料集料装置11位于工作密闭腔7内工作台面的下方，且后落料集料装置11顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔7内工作台面上第二次通孔的内边缘一周相密封连接。所述水平设置于成型缸装置3中活塞装置上的基板的形状、尺寸，与成型缸装置3成型缸本体内水平面的形状、尺寸相适应。

本实用新型所设计一种金属粉末选区激光烧结成型机在实际具体应用过程当中，具体包括基座机架1、前落料集料装置2、成型缸装置3、手套密封装置、工作腔前门6、工作密闭腔7、激光扫描装置8、供料装置9、铺粉装置10、后落料集料装置11、进气装置12、过渡仓内门13、过渡仓14、过渡仓外门15和出气装置16；其中，工作密闭腔7固定设置于基座机架1的顶面，激光扫描装置8设置于工作密闭腔7内的顶部，供料装置9悬置于工作密闭腔7内的顶部，工作密闭腔7内的底面为工作台面，铺粉装置10活动设置于工作密闭腔7内的工作台面上；成型缸装置3包括成型缸本体，以及位于成型缸本体内的活塞装置，成型缸本体仅其顶面敞开，工作密闭腔7内的工作台面上设置贯穿其上下面的主通孔，该主通孔的内径与成型缸本体顶面敞开口的外径相适应，成型缸本体位于工作密闭腔7内工作台面的下方，且成型缸本体顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔7内工作台面上主通孔的内边缘一周相密封连接；成型缸本体内活塞装置上水平设置基板，并且该基板的形状、尺寸，与成型缸装置3成型缸本体内水平面的形状、尺寸相适应；前落料集料装置2仅其顶面敞开，工作密闭腔7内的工作台面上设置贯穿其上下面的第一次通孔，该第一次通孔的内径与前落料集料装置2顶面敞开口的外径相适应，前落料集料装置2位于工作密闭腔7内工作台面的下方，且前落料集料装置2顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔7内工作台面上第一次通孔的内边缘一周相密封连接；后落料集料装置11仅其顶面敞开，工作密闭腔7内的工作台面上设置贯穿其上下面的第二次通孔，所述第一次通孔和第二次通孔分别位于所述主通孔的两侧，该第二次通孔的内径与后落料集料装置11顶面敞开口的外径相适应，后落料集料装置11位于工作密闭腔7内工作台面的下方，且后落料集料装置11顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔7内工作台面上第二次通孔的内边缘一周相密封连接；工作腔前门6设置于工作密闭腔7的正面，用于开启或关闭连通工作密闭腔7的通道；手套密封装置包括密封门本体4和手套5，工作腔前门6上设置贯穿其两面的过道孔，该过道孔的内径与密封门本体4的外径相适应，密封门本体4密封设置于工作腔前门6上的过道孔中，密封门本体4上设置贯穿其两面的手套通孔，手套5尾端的边缘一周与该手套通孔的内边缘一周密封相连，手套5位于工作密闭腔7内；进气装置12和出气装置16分别设置于工作密闭腔7上、对应工作台面上方的两侧面上；过渡仓14为两端敞开、且相互贯通的通道装置，过渡仓14设置于工作密闭腔7的侧面上，连通工作密闭腔7内外空间，且工作密闭腔7上两端之间的通道水平，过渡仓内门13的外径与过渡仓14上面向工作密闭腔7内部空间的端口的内径相适应，过渡仓内门13活动连接于过渡仓14上面向工作密闭腔7内部空间的端口上，过渡仓外门15的外径与过渡仓14上背向工作密闭腔7内部空间的端口的内径相适应，过渡仓外门15活动连接于过渡仓14上背向工作密闭腔7内部空间的端口上。实际应用中，在开始加工前，打开工作腔前门6，对工作密闭腔7内进行清理，安装成型缸装置3中活塞装置上的基板，将基板或铺粉系统中的铺粉刮刀调平，关闭过渡仓内门13，关闭过渡仓外门15，关闭工作腔前门6，可对工作密闭腔7和过渡仓14抽真空，然后充入所需惰性气体，或直接充入所需惰性气体清洗，将其氧含量降到工艺允许值以下(如200ppm),开始加工，当加工完成后，在原惰性气体环境下，逐渐升起成型缸装置3中的活塞装置，通过手套5操作，将未烧结金属粉末扫入前落料集料装置2或后落料集料装置11，并将基板卸下，然后将过渡仓内门13打开，将基板及其上的加工件放入过渡仓14内，再将过渡仓内门13关闭，这时再打开过渡仓外门15，将基板及其上的加工件取出，然后放入新基板，并关闭过渡仓外门15，随后对过渡仓14抽真空并充惰性气体，或直接充入惰性气体进行清洗，将过渡仓内氧含量降到工艺允许值以下(如200ppm)，再通过手套5操作，打开过渡仓内门13，将新基板从过渡仓14移到成型缸装置3中活塞装置上，将新基板安装固定，之后关闭过渡仓内门13，就可开始新任务加工。在这一系列操作过程中，工作密闭腔7始终处于惰性气体环境中，粉体的清理也始终处在惰性气体环境里进行。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种金属粉末选区激光烧结成型机，其特征在于：包括基座机架（1）、前落料集料装置（2）、成型缸装置（3）、手套密封装置、工作腔前门（6）、工作密闭腔（7）、激光扫描装置（8）、供料装置（9）、铺粉装置（10）、进气装置（12）、过渡仓内门（13）、过渡仓（14）、过渡仓外门（15）和出气装置（16）；其中，工作密闭腔（7）固定设置于基座机架（1）的顶面，激光扫描装置（8）设置于工作密闭腔（7）内的顶部，供料装置（9）悬置于工作密闭腔（7）内的顶部，工作密闭腔（7）内的底面为工作台面，铺粉装置（10）活动设置于工作密闭腔（7）内的工作台面上；成型缸装置（3）包括成型缸本体，以及位于成型缸本体内的活塞装置，成型缸本体仅其顶面敞开，工作密闭腔（7）内的工作台面上设置贯穿其上下面的主通孔，该主通孔的内径与成型缸本体顶面敞开口的外径相适应，成型缸本体位于工作密闭腔（7）内工作台面的下方，且成型缸本体顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔（7）内工作台面上主通孔的内边缘一周相密封连接；成型缸本体内活塞装置上水平设置基板；前落料集料装置（2）仅其顶面敞开，工作密闭腔（7）内的工作台面上设置贯穿其上下面的第一次通孔，该第一次通孔的内径与前落料集料装置（2）顶面敞开口的外径相适应，前落料集料装置（2）位于工作密闭腔（7）内工作台面的下方，且前落料集料装置（2）顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔（7）内工作台面上第一次通孔的内边缘一周相密封连接；工作腔前门（6）设置于工作密闭腔（7）的正面，用于开启或关闭连通工作密闭腔（7）的通道；手套密封装置包括密封门本体（4）和手套（5），工作腔前门（6）上设置贯穿其两面的过道孔，该过道孔的内径与密封门本体（4）的外径相适应，密封门本体（4）密封设置于工作腔前门（6）上的过道孔中，密封门本体（4）上设置贯穿其两面的手套通孔，手套（5）尾端的边缘一周与该手套通孔的内边缘一周密封相连，手套（5）位于工作密闭腔（7）内；进气装置（12）和出气装置（16）分别设置于工作密闭腔（7）上、对应工作台面上方的两侧面上；过渡仓（14）为两端敞开、且相互贯通的通道装置，过渡仓（14）设置于工作密闭腔（7）的侧面上，连通工作密闭腔（7）内外空间，且工作密闭腔（7）上两端之间的通道水平，过渡仓内门（13）的外径与过渡仓（14）上面向工作密闭腔（7）内部空间的端口的内径相适应，过渡仓内门（13）活动连接于过渡仓（14）上面向工作密闭腔（7）内部空间的端口上，过渡仓外门（15）的外径与过渡仓（14）上背向工作密闭腔（7）内部空间的端口的内径相适应，过渡仓外门（15）活动连接于过渡仓（14）上背向工作密闭腔（7）内部空间的端口上。

2.根据权利要求1所述一种金属粉末选区激光烧结成型机，其特征在于：还包括后落料集料装置（11），后落料集料装置（11）仅其顶面敞开，工作密闭腔（7）内的工作台面上设置贯穿其上下面的第二次通孔，所述第一次通孔和第二次通孔分别位于所述主通孔的两侧，该第二次通孔的内径与后落料集料装置（11）顶面敞开口的外径相适应，后落料集料装置（11）位于工作密闭腔（7）内工作台面的下方，且后落料集料装置（11）顶面敞开口的边缘一周与工作密闭腔（7）内工作台面上第二次通孔的内边缘一周相密封连接。

3.根据权利要求1所述一种金属粉末选区激光烧结成型机，其特征在于：所述水平设置于成型缸装置（3）中活塞装置上的基板的形状、尺寸，与成型缸装置（3）成型缸本体内水平面的形状、尺寸相适应。