CN215315723U - 一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置，包括基板，以及设置于基板下方的导热板、加热组件、加热顶起板和弹簧，还包括隔热块；弹簧设置于工作台表面的弹簧孔内，其上设置有加热顶起板，加热顶起板上设置有隔热块，该隔热块设有内凹的加热组件设置腔，加热组件设置在该加热组件设置腔内，加热组件的上表面略微高于隔热块的上表面，隔热块在加热顶起板的推动下带动加热组件进行上下位移，加热组件的上表面最高至完全贴合导热板。本实用新型能够实现可靠高效的激光选区熔化作业。

Description

一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置

技术领域

本实用新型属于金属增材制造领域，更具体地，涉及一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置。

背景技术

激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术是一种用激光束有选择地加热并熔化粉末材料使之逐层沉积成形的增材制造方法。其工艺过程通常是：首先，在基板上或已沉积的实体表面用铺粉机构铺一层金属粉末，然后用高能聚焦激光束按照一定的扫描路径快速照射粉末，被照射到的粉末发生熔化、凝固，形成沉积层。沉积一层后，将基板下降一定高度，然后再铺一层粉末进行激光扫描，重复上述过程直至实现整个零件的成形。

现有技术中，大尺寸复杂金属构件成形时间长，热应力大，容易产生宏观裂纹等缺陷，基板也易变形，导致成形过程无法持续。另一方面，激光辐射和成形预热等热积累易导致加热设备精密部件变形，并最终影响金属构件的成形精度。研究分区模块化加热装置，将预热区域与柔性成形缸轮廓相匹配以获得更理想的加热效果，同时对加热设备进行隔热防护，是技术人员的主要目标。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置，它能够实现可靠高效的激光选区熔化作业。

实现上述目的的一种技术方案是：一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置，包括基板(1)，以及设置于基板下方的导热板(2)、加热组件(3)、加热顶起板(6)和弹簧(7)，还包括隔热块(4)；

弹簧(7)设置于工作台(5)表面的弹簧孔内，其上设置有加热顶起板(6)，加热顶起板上设置有隔热块(4)，该隔热块(4)设有内凹的加热组件设置腔，加热组件(3)设置在该加热组件设置腔内，加热组件(3)的上表面略微高于隔热块(4)的上表面，隔热块(4)在加热顶起板(6)的推动下带动加热组件(3)进行上下位移，加热组件(3)的上表面最高至完全贴合导热板(2)。

进一步的，导热板(2)的底面加工有内凹的导热面，所述导热面与加热组件(3)的上表面契合。

进一步的，弹簧(7)、加热顶起板(6)、隔热块(4)、加热组件(3)和导热板(2)形成加热机构，所述加热机构阵列的设置于工作台(5)表面，在导热板(2)的上方设置大幅面基板(1)，根据成型零件的大小，启动与成型零件大小相适应数量的加热机构，使得预热区域与成形零件轮廓匹配。

进一步的，隔热块(4)的材料为硅酸铝纤维。

进一步的，还包括冷却管路(8)和导热胶(9)，在工作台(5)的表面沿隔热块(4)的设置区域加工有沟槽，冷却管路(8)敷设在沟槽内，然后通过导热胶(9)将冷却管路(8)和工作台(5)连接为一体。

本实用新型的一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置，加热组件的底面和周边四面被隔热块包住，可以有效阻隔加热组件产生的热量往周围方向的传递，有效起到热阻隔的作用，使得热效应受限、可控，提升了产品质量；模块化的基板加热装置可以根据成型零件的大小，启动与成型零件大小相适应的基板加热装置，实现预热区域与成形零件轮廓匹配，以获得更理想的加热效果。冷却管路通过强制冷却进一步降低传递给工作台的热量，以保护布置在工作台以下的设备精密部件以及降低由此对设备精度所带来的影响。

附图说明

图1为本实用新型的一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置的截面示意图；

图2为本实用新型的一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置的大幅面基板示意图。

具体实施方式

为了能更好地对本实用新型的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：

为了解决大幅面激光选区熔化增材制造设备的大规格基板加热时间长，温升速度慢，温度梯度使基板易变形，以及基板预热、激光辐射等热积累导致设置在设备工作台面下的精密部件变形，进而影响设备的成形精度等问题，本实用新型提供了一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置。

请参阅图1和图2，本实用新型的一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置，在工作台5的表面阵列的设置有加热机构10。加热机构10由导热板2、加热组件3、加热顶起板6、隔热块4和弹簧7组成。弹簧7设置于工作台5表面的弹簧孔内，其上设置有加热顶起板6。加热顶起板6设置在工作台5上方的内凹面内，内凹面的侧面起到顶起时的导向作用。加热顶起板6上设置有隔热块4。隔热块4由耐高温、热稳定性好、热传导率低、受热膨胀小、隔热性能好的新型材料硅酸铝纤维制成，其设有内凹的加热组件设置腔。加热组件3设置在该加热组件设置腔内，内含加热丝和测温用的热电偶，周边四面被隔热块4包覆，四周封闭仅留出上表面的加热区域敞开，这样可以有效阻隔加热组件3产生的热量往此周围各方向传递，有效起到热阻隔的作用。加热组件3的上表面略微高于隔热块4的上表面，导热板2的底面加工有内凹的导热面，所述导热面与加热组件3的上表面契合，有效提高热传递效率。导热板2设置在工作台5上方，通过紧固件与之连接。在本实用新型的激光选区熔化设备的模块化基板加热装置进行工作时，依靠安装的弹簧7的弹力将加热顶起板6上顶，带动隔热块4和加热组件3一起向上运动，使得加热组件3的上平面完全贴合导热板2内凹面。该模块化基板加热装置的结构设计避免了零部件加工误差所造成的因导热平面贴合不好而造成的导热效率不佳的问题产生，可显著提高热传递效率。

加热机构10阵列的设置于工作台5上，在加热机构10上安装大幅面基板1。这种拼接式基板加热结构，解决了大幅面激光选区熔化增材制造设备的大规格基板加热时间长，温升速度慢，温度梯度使基板易变形等问题。另外，模块化的基板加热装置可以根据成型零件的大小，启动与成型零件大小相适应的加热模块，实现预热区域与成形零件轮廓相匹配，以获得更理想的加热效果。

本实用新型的模块化基板加热装置已考虑到基板预热、激光辐射等热积累易导致设置在设备工作台面下的精密部件变形，进而影响设备的成形精度等问题。在工作台5的表面沿隔热块4的设置区域加工有沟槽，冷却管路8敷设在沟槽内，然后通过导热胶9将冷却管路8和工作台5连接为一体，通过强制冷却进一步降低传递给工作台5的热量，配合具有热阻隔功能的隔热块4，可以保护布置在工作台以下的设备精密部件以及降低由此对设备精度所带来的影响。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (5)

1.一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置，包括基板(1)，以及设置于基板下方的导热板(2)、加热组件(3)、加热顶起板(6)和弹簧(7)，其特征在于：还包括隔热块(4)；

弹簧(7)设置于工作台(5)表面的弹簧孔内，其上设置有加热顶起板(6)，加热顶起板上设置有隔热块(4)，该隔热块(4)设有内凹的加热组件设置腔，加热组件(3)设置在该加热组件设置腔内，加热组件(3)的上表面略微高于隔热块(4)的上表面，隔热块(4)在加热顶起板(6)的推动下带动加热组件(3)进行上下位移，加热组件(3)的上表面最高至完全贴合导热板(2)。

2.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置，其特征在于，导热板(2)的底面加工有内凹的导热面，所述导热面与加热组件(3)的上表面契合。

3.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置，其特征在于，弹簧(7)、加热顶起板(6)、隔热块(4)、加热组件(3)和导热板(2)形成加热机构，所述加热机构阵列的设置于工作台(5)表面，在导热板(2)的上方设置大幅面基板(1)，根据成型零件的大小，启动与成型零件大小相适应数量的加热机构，使得预热区域与成形零件轮廓匹配。

4.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置，其特征在于，隔热块(4)的材料为硅酸铝纤维。

5.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化设备的模块化基板加热装置，其特征在于，还包括冷却管路(8)和导热胶(9)，在工作台(5)的表面沿隔热块(4)的设置区域加工有沟槽，冷却管路(8)敷设在沟槽内，然后通过导热胶(9)将冷却管路(8)和工作台(5)连接为一体。

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