CN211464826U - 一种激光增材制造设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光增材制造设备，主要由激光器、龙门式机床、升降工作台、惰性气体保护系统、送粉器、激光加工头、冷却系统、控制系统、机床底座组成。本实用新型的有益效果是：本实用新型提出的激光增材制造设备，龙门机床上设置的X轴、Y轴、Z轴可以实现三轴联动，且最大联动速度为120m/min，使用寿命长，可以实现连续数天稳定工作，定位精度高达0.02mm，编程简单，控制箱可以支持CNCG代码，加工零件尺寸大。

Description

一种激光增材制造设备

技术领域

本实用新型涉及激光增材技术领域，具体为一种激光增材制造设备。

背景技术

激光增材制造是金属直接快速成型的一种方法，是快速成型技术的最新发展方向。该技术是基于离散/堆积原理，通过对零件的三维CAD模型进行分层处理，获得各层截面的二维轮廓信息并生成加工路径，在惰性气体保护环境中，以高能量密度的激光作为热源，按照预定的加工路径，将同步送进的粉末或丝材逐层熔化堆积，从而实现金属零件的直接制造与修复。采用传统的机加工手段无法制造出来的形状结构复杂的金属零件，是激光快速成型技术应用的主要方向之一，而且具有以下优点：

1.能直接制成终端金属产品，不用任何后处理工艺或简单的表面处理，通过简单的CAD造型和材料选择即可直接加工出可直接使用的零件，极大地缩短了产品开发周期；

2.能得到具有非平衡态过饱和固溶体及均匀细小金相组织的实体，致密度几乎能达到100％，零件机械性能与锻造工艺所得相当；

3.加工柔性高，能够实现多品种、变批量零件制造的快速转换；

4.由于激光光斑直径很小，因此能以较低的功率熔化高熔点的金属，使得用单一成分的金属粉末来制造零件成为可能，而且可供选用的金属粉末种类也大大拓展了；

5.适合各种复杂形状的工件，尤其适合内部有复杂异型结构，如空腔、三维网格以及用传统方法无法制造的复杂工件。

但是现有的激光增材制造设备存在各种各样的问题，例如成型尺寸太小、加工精度太低、加工零件内部有残余、应力太大问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光增材制造设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种激光增材制造设备，包括惰性气体保护系统，所述惰性气体保护系统包括机床底座、龙门机床、气氛箱体、密封门与过渡舱体；

所述惰性气体保护系统前端分别设有净化柜、送粉器、激光器与冷却系统，所述惰性气体保护系统一侧设置有控制箱；

所述龙门机床设置在所述机床底座上，所述气氛箱体设置于所述机床底座上端周围，所述密封门设置在所述气氛箱体下端一侧，靠近所述密封门在所述气氛箱体的另一侧设有所述过渡舱体；

所述机床底座上端两侧分别对称设有X轴，两个所述X轴之间设有升降工作台，两个所述X轴上端设有Y轴，所述Y轴一侧设有Z轴，所述Z轴下端设有激光加工头。

优选的，所述净化柜通过至少四根管道与所述惰性气体保护系统连接。

优选的，所述激光加工头由激光扩束镜、准直镜、聚焦镜、分粉器、送粉头组成。

优选的，所述X轴、Y轴、Z轴为三轴联动机构，且最大联动速度为 120m/min。

优选的，所述X轴、Y轴、Z轴定位精度为0.02mm。

优选的，所述龙门机床设置在两个对称设置的所述X轴上端，所述龙门机床上端设置Y轴。

有益效果

本实用新型提出的激光增材制造设备，龙门机床上设置的X轴、Y轴、Z 轴可以实现三轴联动，且最大联动速度为120m/min，使用寿命长，可以实现连续数天稳定工作，定位精度高达0.02mm，编程简单，控制箱可以支持CNCG 代码，加工零件尺寸大。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的龙门机床结构示意图；

图3为本实用新型的惰性气体保护系统侧视示意图。

附图标记

1-净化柜，2-惰性气体保护系统，3-送粉器，4-激光器，5-冷却系统， 6-控制箱，7-X轴，8-Y轴，9-Z轴，10-激光加工头，11-机床底座，12-升降工作台，13-过渡舱体，14-密封门，15-气氛箱体。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例

如图1-3所示，一种激光增材制造设备，包括惰性气体保护系统2，惰性气体保护系统2包括机床底座11、龙门机床、气氛箱体15、密封门14与过渡舱体13；

惰性气体保护系统2前端分别设有净化柜1、送粉器3、激光器4与冷却系统5，惰性气体保护系统2一侧设置有控制箱6；

龙门机床设置在机床底座11上，气氛箱体15设置于机床底座11上端周围，密封门14设置在气氛箱体15下端一侧，靠近密封门14在气氛箱体15 的另一侧设有过渡舱体13；

机床底座11上端两侧分别对称设有X轴7，两个X轴7之间设有升降工作台12，两个X轴7上端设有Y轴8，Y轴8一侧设有Z轴9，Z轴9下端设有激光加工头10。

优选的，净化柜1通过至少四根管道与惰性气体保护系统2连接。

优选的，激光加工头10由激光扩束镜、准直镜、聚焦镜、分粉器、送粉头组成。

优选的，X轴7、Y轴8、Z轴9为三轴联动机构，且最大联动速度为 120m/min。

优选的，X轴7、Y轴8、Z轴9定位精度为0.02mm。

优选的，龙门机床设置在两个对称设置的X轴7上端，龙门机床上端设置Y轴8。

激光增材制造设备，主要由激光器、龙门式机床、升降工作台、惰性气体保护系统、送粉器、激光加工头、冷却系统、控制系统、机床底座组成。龙门式机床主要由X轴、Y轴、Z轴组成，惰性气体保护系统主要气氛箱体、密封门、过渡舱体、净化柜组成。龙门式机床安装在机床底座上，激光加工头安装固定在Z轴上，X轴、Y轴、Z轴驱动激光加工头在空间中运动，实现 X—Y轴水平平面各种轨迹的运动，Z轴上下运动。升降工作台上下方向上运动。X、Y、Z轴一起通过控制系统控制实现三轴联动，可以激光打印加工范围内任意形状的物品。气氛箱体安装在机床底座上，龙门式机床在气氛箱体中，为3D打印提供保护环境。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型性的保护范围之内的实用新型内容。

Claims (6)

1.一种激光增材制造设备，包括惰性气体保护系统(2)，其特征在于：所述惰性气体保护系统(2)包括机床底座(11)、龙门机床、气氛箱体(15)、密封门(14)与过渡舱体(13)；

所述惰性气体保护系统(2)前端分别设有净化柜(1)、送粉器(3)、激光器(4)与冷却系统(5)，所述惰性气体保护系统(2)一侧设置有控制箱(6)；

所述龙门机床设置在所述机床底座(11)上，所述气氛箱体(15)设置于所述机床底座(11)上端周围，所述密封门(14)设置在所述气氛箱体(15)下端一侧，靠近所述密封门(14)在所述气氛箱体(15)的另一侧设有所述过渡舱体(13)；

所述机床底座(11)上端两侧分别对称设有X轴(7)，两个所述X轴(7)之间设有升降工作台(12)，两个所述X轴(7)上端设有Y轴(8)，所述Y轴(8)一侧设有Z轴(9)，所述Z轴(9)下端设有激光加工头(10)。

2.根据权利要求1所述的激光增材制造设备，其特征在于：所述净化柜(1)通过至少四根管道与所述惰性气体保护系统(2)连接。

3.根据权利要求1所述的激光增材制造设备，其特征在于：所述激光加工头(10)由激光扩束镜、准直镜、聚焦镜、分粉器、送粉头组成。

4.根据权利要求1所述的激光增材制造设备，其特征在于：所述X轴(7)、Y轴(8)、Z轴(9)为三轴联动机构，且最大联动速度为120m/min。

5.根据权利要求4所述的激光增材制造设备，其特征在于：所述X轴(7)、Y轴(8)、Z轴(9)定位精度为0.02mm。

6.根据权利要求1所述的激光增材制造设备，其特征在于：所述龙门机床设置在两个对称设置的所述X轴(7)上端，所述龙门机床上端设置Y轴(8)。

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