本發明屬于增材制造技術領域,涉及一種粉末密封裝置,更具體地說,涉及一種用于選擇性激光溶化的成型機臺的粉末密封裝置。
背景技術:
選擇性激光溶化燒結技術是一種利用CAD生成的三維實體模型直接生產零件的技術,其主要原理就是采用紅外激光器作能源,使用的造型材料多為粉末材料,加工時,首先將粉末預熱到稍低于其熔點的溫度,然后在刮平棍子的作用下將粉末鋪平;激光束在計算機控制下根據分層截面信息進行有選擇地燒結,一層完成后再進行下一層燒結,全部燒結完后去掉多余的粉末,則就可以得到燒結好的零件。選擇性激光熔化過程是通過高功率激光直接作用金屬粉末,使其快熔快凝的工藝,對于利用該技術進行成型的作業平臺而言,首先要在成型機臺上逐層鋪粉,通過激光按照預設的軌跡進行燒結,然后通過平臺的移動,逐層進行清理,去除多余的粉末,即可得到所需要的零件。
由于用于激光熔化成型的粉末的顆粒半徑都很小,而激光熔化的成型過程中,需要成型機臺各個部件按照預設的軌跡相對的運動,以獲得所需的部件形狀,在各個部件間相對運動的過程中,成型粉末很容易發生泄漏,特別是對堆積型粉末的側壁,如何有效防止成型機臺上的成型粉末在移動作業的過程中的泄露,成為選擇性激光溶化加工工藝中的難題,這也構成了需要進一步改進用于選擇性激光溶化的成型機臺的粉末密封裝置的設計,以圖解決所存在的技術問題。
技術實現要素:
針對現有技術存在的上述問題,本發明的目的是提供一種粉末密封裝置,特別適用于選擇性激光融化的成型機臺,能夠有效的避免選擇性融化成型過程中,顆粒較小的成型粉末容易從成型機臺部件間的相對運動過程中,發生的泄漏,且提供收集裝置,形成二次密封,實現對小顆粒的成型粉末的再次回收利用,改善了現有成型機臺的工作環境,確保了成型機臺的精度和壽命,也避免了原材料的浪費,降低了選擇性激光熔化成型的成本。
為實現上述發明目的,本發明提供以下技術方案:
一種粉末密封裝置,包括固定機架和成型部,還包括與固定機架連接,通過限位裝置定位,用來保持成型過程中成型粉末密封的密封裝置,以及用來收集成型部在成型過程中泄露的成型粉末,形成二次密封的粉末收集裝置,所述密封裝置夾設在固定機架與成型部之間,所述粉末收集裝置抵靠固定機架密封的連接,與所述密封裝置間隔的設置,以此,通過所述限位裝置的作用,確保所述密封裝置能夠與成型機臺始終緊密的接觸,從而達到良好的密封效果,與此同時,借用與所述固定機架密封設置的粉末收集裝置,使得沒有完全密封住的粉末得以回收利用,解決在成型過程中,所述成型機臺的各部件在上下移動過程,成型粉末容易泄露的難題。
優選地,所述粉末收集裝置設置在所述密封裝置的下方,與固定機架密封的固定,以便于收集成型機臺在上下移動過程中,堆積在側壁處,相對運動過程中泄露的成型粉末。
優選地,所述固定機架包括依次疊加設置的成型板、加熱板、和支撐板,以及固定在所述成型機臺側端面的裙圍板,其中,所述裙圍板與所述成型板和加熱板之間,保持間隙的設置,所述密封裝置一端卡設在所述支撐板上,相對設置的另外一端與所述裙圍板帶有預壓的設置;以此,所述成型板、加熱板、和裙圍板以及密封裝置之間,圍成用來盛裝成型粉末的密閉容腔,同時,確保在支撐板的驅動下,盛裝在密閉容腔內的成型粉末,在相對所述裙圍板上下相對運動過程中不易泄露。
優選地,為了確保盛裝在容腔內的成型粉末加熱的效果,和可以在成型之前方便給成型粉末進行預熱,提高成型過程中的作業效率,所述加熱板夾設在所述成型板和支撐板之間。
優選地,所述密封裝置包括起密封作用的若干密封條,用來固定所述密封條的壓板,以及提供預壓力的彈簧,所述彈簧預壓的固定在固定機架上,所述密封條通過所述壓板與所述彈簧預壓抵靠的設置;以此,通過彈簧受壓后的預壓力,持續作業在壓板上,確保密封條能夠與裙圍板形成一定預壓力的接觸,以此用來確保密封條與裙圍板之間的密封效果。
進一步,為了確保在相鄰兩個密封條交匯拐角處的密封效果,還包括有大體呈直角外形的角塊,所述角塊的兩個短邊端面分別朝所述壓板延伸,較長邊側面加工有斜平面,與固定機架之間卡設有預壓的所述彈簧。
優選地,所述限位裝置包括用來卡裝所述彈簧,為所述密封條提供預壓力的第一限位塊,和用來卡裝具有預壓力的所述彈簧,為所述角塊提供預壓力的第二限位塊,以及為所述第一限位塊和第二限位塊提供位置固定的緊固組件,其中,所述緊固組件沿著所述第一限位塊的長度方向延伸;以此,能夠方便的為密封裝置提供持續的壓力,確保密封效果的持續性。
優選地,所述粉末收集裝置包括與所述固定機架密封固定的密封膠條和用來收集成型粉末的收粉盒,所述收粉盒為一個面開口的密封收納容腔,密封膠條一端密封,相對設置的另外一端開口,與所述收粉盒內部連通的連接,以此,可以有效的收集回收成型過程中可能會發生泄漏的成型粉末,形成二次密封。
優選地,所述收粉盒固定在所述密封膠條的下方,與一端開口的所述密封膠條連通的設置;進一步地,密封膠條包括與裙圍板固定的固定端,以及開設有通孔與收粉盒連通的開口端,其中,密封膠條的固定端朝向開口端傾斜向下延伸,以使得從固定機架泄露的成型粉末能過順利的沿著其傾斜面,依靠自身重力自動落入收粉盒內,避免在成型粉末在密封膠帶與裙圍板固定連接的拐角處堆積。
優選地,所述固定機架為用于選擇性激光溶化的工作平臺,所述成型粉末為便于激光融化的材質,其半徑不超過0.02mm。
與現有技術相比,本發明具有如下優點和有益效果:本發明的目的是提供一種粉末密封裝置,特別適用于選擇性激光融化的成型機臺,能夠有效的避免選擇性融化成型過程中,顆粒較小的成型粉末容易從成型機臺部件間的相對運動過程中,發生的泄漏,且提供收集裝置,形成二次密封,實現對小顆粒的成型粉末的再次回收利用,改善了現有成型機臺的工作環境,確保了成型機臺的精度和壽命,也避免了原材料的浪費,降低了選擇性激光熔化成型的成本。
附圖說明
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解,本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明,并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
圖1示出了一種根據本發明實施例所實現的一種激光3D打印設備的示意圖;
圖2示出了另一種根據本發明實施例所實現的一種激光3D打印設備的示意圖;
圖3示出了一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的成型倉的示意圖;
圖4示出了另外一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的成型倉的截面示意圖;
圖5示出了一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的預熱部的截面示意圖;
圖6示出了另外一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的預熱部的示意圖;
圖7示出了一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的激光掃描部的結構示意圖;
圖8示出了一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的鋪粉部的截面示意圖;
圖9示出了一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的粉末密封裝置的局部示意圖;
圖10示出了另外一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的粉末密封裝置的截面示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明,并不用于限制本發明。
為了便于描述,在這里可以使用空間相對術語,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關系。應當理解的是,空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附圖中的器件被倒置,則描述為“在其他器件或構造上方”或“在其他器件或構造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構造下方”或“在其他器件或構造之下”。因而,示例性術語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方位),并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。
請參考圖1至圖10,圖1示出了一種根據本發明實施例所實現的一種激光3D打印設備的示意圖;圖2示出了另一種根據本發明實施例所實現的一種激光3D打印設備的示意圖;圖3示出了一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的成型倉的示意圖;圖4示出了另外一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的成型倉的截面示意圖;圖5示出了一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的預熱部的截面示意圖;圖6示出了另外一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的預熱部的示意圖;圖7示出了一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的激光掃描部的結構示意圖;圖8示出了一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的鋪粉部的截面示意圖;圖9示出了一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的粉末密封裝置的局部示意圖;圖10示出了另外一種適用于本發明實施例中所實現的激光3D打印設備的粉末密封裝置的截面示意圖。
為了避免選擇性融化成型過程中,顆粒較小的成型粉末容易從成型機臺部件間的相對運動過程中,容易發生的泄漏帶來的居多問題,實現對小顆粒的成型粉末的回收利用,改善了現有成型機臺的工作環境,確保了成型機臺的精度和壽命,降低了選擇性激光熔化成型的成本,本發明提供了一種用于掃描振鏡利用激光將粉末逐層熔化/融化堆積成成型的激光3D打印設備粉末密封裝置。
如圖1至圖10所示,依照本發明專利原理設計的激光3D打印設備,包括機架部10,固定在機架部10上的成型部20、氣體保護部30、激光掃描部50、鋪粉部60,以及可對成性粉末預加熱的預熱部40,其中,成型部20為與機架部10固定的多個部件所圍成的相對密封的內部型腔,氣體保護部30外置于機架部10,與成型部20可循環的連通設置,激光掃描部50沿成型部20的外側可活動的固定,以便所產生的激光束能夠可選擇的作用到成型部20的內部型腔的作業空間內,預熱部40固定在成型部20相對設置的另外一側,可伸縮的固定在機架部10的內部,鋪粉部60部分延伸到成型部20的內部型腔的固定,以便將成型粉末輸送至成型部20的內部,且均布的鋪設。通過激光掃描部50活動的沿著成型部20的外側移動,帶動激光束在成型部20內部局部的照射,對鋪粉部60預先均勻鋪設在成型部20內的成型粉末進行局部的持續加熱,使得局部的成型粉末熔化、凝結后,最后形成具體零件的外形。
具體地,如圖1和圖2所示,一種具體的實施方式中,成型部20安裝在機架部10的上部,激光掃描部50固定在成型部20的上端表面上,預熱部40緊貼成型部20的下端面固定,鋪粉部60高出成型部20上表面,貼合成型部20的側面,延伸到成型部20內部的固定,以此,可以極大的拓展成型部20的內部的成型空腔。一種優選的實施例中,成型部20內部的成型倉設置有至少兩個成型工位,成型工位中相鄰的兩個成型工位平齊間隔的設置,以方便成型機臺可以一次進行多個工位的激光熔化作業,能夠有效的提高激光發生器的利用率,減少機臺的等待時間,從而實現一個激光成型機臺可并行的協同作業,極大的提高了加工效率。進一步地,為了提供加工效率,避免加工過程中因為熱脹造成的各組裝部件安裝位置的偏差,還包括有環繞成型部20固定的冷卻部70。
在本發明的實施例中,如圖1和圖10所示,機架部10包括用來支撐和固定其它部件的固定機架11,以及用來調節成型高度的舉升裝置12,其中,舉升裝置12內設于固定機架11的內部,從底端朝上,沿豎直方向可上下伸縮的設置,固定機架11包括成型板111、加熱板112、和支撐板114,以及固定在機架部10外周面的裙圍板113,其中,裙圍板113與成型板111和加熱板112之間,保持間隙的固定。
成型部
成型部20包括成型基板21,固定在成型基板21上的成型組件22、冷卻組件24、透鏡25,以及用來與保護氣體連通的接入組件23,其中,透鏡25鑲嵌在成型基板21上,成型組件22沿成型基板21的外側凸出延伸,與氣體接入組件23連通的,冷卻組件24環繞成型組件22的固定。在本發明中,成型組件22包括至少兩個成型工位221,該成型工位221接連有氣嘴接頭222,成組的與氣體接入組件23連通。因此,通過氣體接入組件23連通的保護氣體,使得成型工位221保持在純凈的保護氣體環境中。其中,由于本發明提供的成型組件包括至少兩個成型工位,該成型工位中相鄰的兩個成型工位平齊間隔的設置,以方便成型機臺可以一次進行多個工位的激光熔化作業,即實現多套激光振鏡下的多工位的掃描同時加工作業,這種多套激光振鏡實現的多工位的掃描加工作業能夠有效的提高激光發生器的利用率,減少機臺的移動和等待時間,從而實現一個激光成型機臺可并行的協同作業,極大的提高了加工效率,并且能夠通過冷卻組件的調節,避免激光在局部加熱過程,熱量分布不均,而使得事先均布的成型粉末堆積的形狀容易發生改變,影響到最后成型的零件的外形,導致產品的良率降低的問題。
需要說明的是,能夠實現一個激光成型機臺可并行的協同作業的實施方式有多種,例如成型組件的數量、具體結構和布置方式,以及激光機頭的數量和布局方式等等,為了方便說明,在此,以較佳的多套激光振鏡下實現的多工位協同作業作示例性的介紹。
具體地如圖3和圖4所示。在結構上,可設計成型組件22包括成型工位221和與成型工位221連通的氣嘴接頭222,其中,成型工位221截面為圓形,至少兩個成型工位221的軸心水平和/或豎直方向均成直線的分布,方便激光成型機臺精準的定位,確保各個成型倉內的成型作業的基準保持一致。較佳地,成型工位221為四個,其軸心連線成等邊四邊形的固定在成型基板21上,進一步地,為了加工的方便,截面為圓形的成型工位221,其軸心分布在正四邊形的拐角處?;诔尚凸の坏臄盗颗c相對位置的設置,具體可以有多種變形,對于各種變形均應落在本發明的保護范圍中。
在本發明的實施例中,為確保激光在多個振鏡下多工位協同作業的成型品質的一致性,氣體接入組件23固定在成型基板21上,與成型組件22成組的連通設置,如圖3所示,以豎直方向分布的成型組件22為一組做示例性的說明。具體地,氣體保護組件23包括與第一組成型組件22連通的第一分氣塊232,和與第二組成型組件22連通的第二分氣塊233,其中,第一組成型組件20包括豎直方向軸心成直線設置的兩個成型工位221,第二組成型組件22包括豎直方向軸心成直線設置的另外兩個成型工位221,第一分氣塊232和第二分氣塊233分別通過氣嘴接頭222與成型工位221連通。以此,保護氣體通過兩個分氣塊和氣嘴接頭,進入到成型工位內部,以確保位于同一成型倉內的兩個不同成型工位內的保護氣體環境一致或者接近,使得系統作業的多工位成型工位內的成型條件的一致性,從而保證最后零部件的品質。
較佳地,氣體接入組件23還包括固定在成型基板21上的吹氣法蘭231,所述吹氣法蘭231上與透鏡25平行相對的端側面上,加工設置有吹氣孔2331,通過吹氣孔2331,更加方便、均勻的控制進入成型倉內的保護氣體。進一步地,為了避免保護氣體直接吹到透鏡25的鏡面上,而造成的局部密度不同,而使激光在透鏡25上形成的漫射或者反射,吹氣孔2331與透鏡25角度不同的錯落設置,以使得在透鏡的下方形成一道氣幕,避免成型倉內部粉塵或成型過程中形成的其他雜質粘附落在透鏡上。
較佳地,為了提高保護氣體的利用率,避免保護氣體的泄露,氣體接入組件23與成型基板21之間夾設有第一密封件234,透鏡25與成型基板21之間夾設有第二密封件235。進一步地,第二氣密封件235還包括設置在不同密封面上的粗密封件2351和細密封件2352,其中,粗密封件2351夾設在透鏡25與成型基板21外側貼合密封面之間,細密封件2352夾設在透鏡25與成型基板21內側貼合密封面之間,較佳地,外側貼合密封面與內側貼合密封面錯落成階梯的設置,通過設置的雙重密封件,以確保透鏡與基板可以保持密閉的接觸。
在本實施例中,冷卻組件24包括開設在成型基板21上,用來輸送冷卻介質的冷卻管路241,以及鑲嵌在成型基板21上,環繞成型組件22布置的冷卻模組,其中,冷卻組件包括水平間隔設置的第一冷卻模組242和第二冷卻模組243,以及豎直設置的第三冷卻模組244,以此,通過設置的多個冷卻模組,能夠及時、快速的將積攢在成型倉四周的熱量傳導走,從而避免了鋪設在成型倉內成型粉末因為局部的熱量分布不均,堆積的形狀容易發生改變,從而影響到最后成型的零件的外形,導致產品良率降低的問題。
為了確保冷卻模組的導熱效率,冷卻管路241與冷卻部70保持連通、貫穿冷卻模組的設置,通過冷卻管路中流動的冷卻介質,不斷的將冷卻模組吸收的熱量源源不斷的帶走。
具體地,冷卻管路241包括第一進水管2411和第一出水管2412,以及第二進水管2413和第二出水管2414;
第一冷卻模組242包括第一進水接口2421和第一出水接口2422,以及開設在其內部的冷卻管路;
第二冷卻模組243包括第二進水接口2431和第二出水接口2432,以及開設在其內部的冷卻回路;
其中,第一進水接口2421與第二進水管2413通過管道連通,第一出水接口2422與第二出水管2414連通,與開設在第一冷卻模組242內部的冷卻回路構成一個冷卻的循環管路;
第二進水接口2431與第一進水管2421通過管道連通,第二出水接口2432與第一出水管2422連通,與開設在第二冷卻模組243內部的冷卻回路構成一個冷卻的循環管路。
進一步地,為確保成型組件22的熱量分布的均勻性,第二冷卻塊244為兩塊,將成型組件22夾設在中間。
氣體保護部
在本實施例中,如圖2所示,氣體保護部30包括與成型部20循環連通的氣氛保護裝置31和空氣過濾裝置32,氣氛保護裝置31與空氣過濾裝置32獨立的分設在成型機臺10的外側,氣氛保護裝置31包括用來產生保護氣體的氣體發生組件311,以及用以與成型部20連通的連接管道312。一種較佳地實施方式中,為了便于排除成型部20內含有氧氣的空氣,避免加工過程中的氧化,連接管道313為兩根,包括進氣管道和排氣管道,在豎直方向上錯位的固定在成型部20的側面上,以此,通過注入不同密度的保護氣體,能夠有效的將含有氧氣的空氣排盡,營造一個無氧的加工環境。
預熱部
在本實施例中,預熱部40包括緊貼成型部20固定的加熱隔板41,和貼合加熱隔板41固定的加熱組件45,通過加熱組件45持續的加熱,熱量通過加熱隔板41傳導到成型部20,以此實現對鋪設在成型部20內的成性粉末進行均勻的升溫預熱,避免了直接對成性粉末進行加熱引起的局部受熱程度不一致,存在溫度差異導致的成型后制件內部殘余應力的問題,克服了現有技術中,通過輻射照射成型粉末,選擇局部的輻射照射加熱,容易導致局部溫度差異,制件內部殘余應力分布不均,直接影響最后3D打印后的制件品質的缺陷,攻克了全面覆蓋的輻射照射,在成型后,制件與附件的成型粉末溫度差異不大,容易溶解后沾附在制件上而影響制件的精度,容易產生毛刺或者披鋒之類的缺陷的難題。
如圖5和圖6所示,具體地,預熱部40包括貼合成型基板21固定的加熱隔板41,貼合加熱隔板41固定的加熱組件45,加熱組件45加熱后,熱量通過加熱隔板41傳遞給成型基板21,從而實現了熱量的均勻傳遞,避免了局部溫度差異導致的制件品質問題,較佳地,加熱隔板41非貼合的接觸面上還設置有隔熱材料,從而保證熱量不至于因為與周圍環境的溫度差異而散失,能有效的杜絕與周圍的熱傳遞,提高整個預熱系統的熱傳遞效率,減少能源的消耗。
較佳地,在加熱隔板41上還固定有用來監測溫度變化的溫度傳感器42,其中,溫度傳感器42一端與加熱隔板41貼合,非貼合側熱隔絕的與加熱隔板41固定,較佳地,溫度傳感器42的外周側套設有溫度傳感器的預緊結構43,使其測溫的表面和加熱隔板保持緊密接觸,確保得出的數據的準確性,同時,預緊機構43環繞傳感器42的與加熱隔板41固定,且與傳感器42間隔的設置,與傳感器42之間形成一個閉環的內部隔熱空間,用來隔絕與加熱組件45之間的熱傳遞,避免了加熱組件45與加熱隔板41之間溫度差異導致的測量誤差,進一步地,溫度傳感器42為鉑熱電阻溫度傳感器,其監控誤差控制在0.1-1℃之內,檢測靈敏度、穩定性高。
一種優選的實施方式中,成型基板加熱系統還包括能夠自動控制通電與斷電的PLC控制系統,包括具有預警功能的智能溫度開關44,其中,與PLC控制系統保持電連接的智能溫度開關44固定在加熱隔板41上,位于傳感器42同側,當溫度傳感器42檢測成型部21的溫度超過智能溫度開關44的最高設定值后,PLC控制系統會自動通電或者斷電,從而使得整套加熱系統構成一個自動控制的閉環系統,關于自動控制通電與斷電的PLC控制系統的具體設計,這對于本領域技術人員應當是易于構想到的,故在此不再一一贅述。
較佳地,由于加熱面積比較大,局部單點的加熱同樣存在溫度梯度的問題,且加熱時間長,溫度上升慢,作業效率低下,與此同時,在成型后期,出于對成型后制件的后段處理工藝因結構特性或者性能的特殊要求不同,而選用不同的處理工藝,比如成型后的制件降低脆性,消除或者減少內應力,穩定工件尺寸,通常采用回火的處理工藝,制件的局部區域需要一定的強度和韌性,通常需要經過調質處理,然而后端處理工業的加熱條件又不盡相同,這就需要對成型后的制件進行區域性的溫度控制,如圖所示,加熱組件45包括至少一個可活動拼裝的加熱板452,和用來固定加熱板452的固定型板451,所述加熱板452可自由的拼裝組合,形成一個連續和/或斷續的加熱區域。具體地,為了便于加熱板452的快速拼裝,加熱板452可拆卸的鑲嵌在固定型板451上,通過將加熱組件45區域性的分成單獨地加熱組件,一方面可同時進行加熱,避免單點加熱的溫度梯度問題,另外一方面,可實現局部區域性的溫度單獨控制,滿足成型后制件后段不同處理工藝的需求,實現同個零件后段不同工藝的溫度要求。
一種優選的實施方式中,加熱板452外形一致,選用熱傳導系數不同的材料制作,可替換的設置,實現單個制件成型后,選用不同熱傳導系數的加熱板452組合拼裝,可對成型后的制件整合不同的后段處理工藝,以滿足組成制件的不同部件之間性能差異化的需求。例如,拼裝組合中的某一個加熱板452選用熱傳導系數比較高的銅或鋁,可實現制件中心部分冷卻速度快于周邊,從而實現不同工藝手段的綜合選擇。進一步地,拼裝組裝的加熱板452內部加工有孔(圖中未標示),用以外接不同的冷卻介質,例如,水、鹽水、或者油,用以滿足不同制后段熱處理的需求,較佳地,加工在加熱板452內部的孔為盲孔。
預熱部的工作原理及過程:
在3D打印設備鋪粉之前,加熱組件45通電,對加熱隔板41進行加熱;
溫度傳感器42緊貼加熱隔板41,其電阻值會隨著加熱隔板41的溫度上升而變化,智能溫度開關44通過PLC控制系統讀取其電阻值實時的數值,以確定加熱隔版41的溫度值;
當加熱隔板41的溫度達到預設的溫度值時,智能溫度開關44控制加熱隔板41斷開電源;
加熱隔板41斷開電源后,其溫度會逐步降低,溫度傳感器42的電阻值隨著加熱隔板41的溫度降低而變化,智能溫度開關44通過PLC讀取其電阻值實時數值;
當加熱隔板41的溫度低于預設的溫度值時,智能溫度開關44控制加熱隔板41接通電源,對加熱隔板41持續加熱;
通過不斷循環的通斷電,使得加熱隔板41的溫度始終在一定范圍變化;
通過一段時間的加熱,加熱隔板41的溫度逐步上升,大約80°左右;
開始同時加熱成型基板21;
當加熱隔版41的溫度超過智能溫度開關44設定的溫度,智能溫度開關44自動報警,觸發PLC控制系統切斷加熱隔板41的電源,杜絕意外的發生。
激光掃描部
在本實施例中,如圖7所示,激光掃描部50包括與機架部10連接的固定基板51,與基板51固定的橫梁52,和在驅動組件54的帶動下,可移動的固定在橫梁52上的振鏡53,其中,驅動組件54的具體設計,可以為多種驅動件組合搭配,只需滿足能夠帶動振鏡53能夠在固定基板51上自由移動,例如,如圖7所示的一種實施方式中,包括貫穿橫梁52,沿固定基板51寬度方向延伸固定的滾球絲桿541,和提供驅動動力的電機542,其中,電機542固定在固定基板51寬度方向的端側面上,與滾球絲桿541連接,且與橫梁52垂直的咬合固定,以此,通過滾球絲桿副將電機542的回轉運動轉化為橫梁52的直線運動,從而帶動固定在橫梁52上的振鏡53沿著滾球絲桿541的延伸方向移動。關于其它的驅動組件54的具體結構,這對于本領域技術人員應當是易于構想到的,故在此不再一一贅述。由此,在驅動組件54的作用下,可實現振鏡53的精準移動,從而實現對激光發射器發出的激光束聚焦在成型粉末上,較佳地,為了實現多個加工型腔的協同作業,提高加高效率,振鏡53至少為兩個,分設在橫梁52的兩側。
鋪粉部
在本實施例中,如圖1、圖2、圖8和9所示,鋪粉部60包括高出機架部10固定的粉罐61,延伸至成型部20內部的鋪粉裝置62,設置在固定機架11底部側面,通過回收管64與成型部20底端連通的回收罐63,以及連接在固定機架11上,通過限位裝置定位,用來保持成型過程中成型粉末密封的密封組件65,以及用來收集成型部20加工過程中泄露的成型粉末,形成二次密封的粉末收集裝置66,其中,密封組件65夾設在成型部20與固定機架11之間,粉末收集裝置66抵靠固定機架11密封的連接,與密封組件65間隔的設置。以此,通過密封組件65,確保各零部件在成型過程中良好的密封效果,借用與固定機架11密封設置的粉末收集裝置66,使得沒有完全密封住的成型粉末得以回收再利用,解決了在成型過程中,相對運動的各部件之間,成型粉末容易泄露的難題。
較佳地,粉末收集裝置66設置在密封裝置65的下方,與固定機架11密封的固定,以便于收集機架部10在加工移動過程中,堆積在側壁處,相對運動過程中泄露的成型粉末。
如圖9和圖10所示,密封裝置65一端卡設在支撐板114上,相對設置的另外一端與裙圍板113帶有預壓的設置,以此,成型板111、加熱板112、和裙圍板113以及密封裝置65之間,圍成用來盛裝成型粉末的密閉容腔,同時,確保在支撐板114的驅動下,盛裝在密閉容腔內的成型粉末,在相對裙圍板113上下相對運動過程中不易泄露。在本實施例中,密封裝置65通過具有預壓的部件提供一個持續的作用力,例如,通過壓縮的彈簧,預壓的橡膠或者其它具有可彈性抵抗恢復的變形材料制成的預壓部件,以使得與裙圍板113之間形成緊密的接觸。
以彈簧為例進一步的做說明,如圖9所示,具體地,密封裝置65包括起密封作用的若干密封條651,用來固定密封條651的壓板652,以及提供預壓力的彈簧653,其中,彈簧653預壓的固定在固定機架11上,密封條651通過壓板652與彈簧653預壓抵靠的設置,以此,通過彈簧653受壓后的預壓力,持續作業在壓板652上,確保密封條651能夠與裙圍板113形成一定預壓力的接觸,以此用來確保密封條651與裙圍板113之間的密封效果。
進一步地,為了確保在相鄰兩個密封條651交匯拐角處的密封效果,還設置有大體呈直角外形的角塊654,角塊654的兩個短邊端側面分別朝壓板652延伸,較長邊側面加工有斜平面,與固定機架11之間卡設有預壓的彈簧653。
一種優選的實施方式中,密封裝置65還包括用來卡裝彈簧653,為密封條651提供預壓力的限位裝置,具體地,限位裝置包括第一限位塊655,和用來卡裝具有預壓力的彈簧653,為角塊654提供預壓力的第二限位塊657,以及為第一限位塊655和第二限位塊657提供位置固定的緊固組件656,其中,緊固組件656沿著第一限位塊655的長度方向延伸,以此,能夠方便的為密封裝置65提供持續的壓力,確保密封效果的持續性。
在本實施例中,請參照圖10,鑒于成型粉末顆粒半徑非常小,在成型過程中,盛裝成型粉末的容腔由彼此相對運動的裙圍板113與成型板111和加熱板112共同圍成,成型粉末在上下反復的運動過程中,還是可能會發生泄漏造成的浪費,粉末收集裝置66包括與固定機架11密封固定的密封膠條661,和用來收集成型粉末的收粉盒662,其中,收粉盒662為一個開口的密封收納容腔,密封膠條661一端密封,相對設置的另外一端開口,與收粉盒662內部連通的連接,以此,可以有效的收集回收成型過程中可能會發生泄漏的成型粉末,形成二次密封。
具體地,密封膠條661一端與固定機架11密封固定,收粉盒662固定在密封膠條661的下方,與一端開口的密封膠條661連通的設置,進一步地,密封膠條661包括與裙圍板113固定的固定端,以及開設有通孔與收粉盒662連通的開口端,其中,密封膠條661的固定端朝向開口端傾斜向下延伸,以使得從固定機架11泄露的成性粉末能過順利的沿著其傾斜面,依靠自身重力自動落入收粉盒662內,避免在成性粉末在密封膠帶661與裙圍板113固定連接的拐角處堆積。
以上的描述是以所述粉末收集裝置66實現為密封膠條和收粉盒為例進行描述的,但是對于本領域技術人員而言,在以上揭示的基礎上,也可以設計出不同于此的其他類似結構。例如,與固定機架11密封設置的成漏斗外形的收集裝置,或者與固定機架11一體成型,延伸出來的收集裝置,只需要能夠將泄漏的成型粉末收集,形成二次密封即可。并且,所述的密封結構除了可以包括多組延伸板的情況,還可以具有多組可折疊或者伸縮的卡合結構及其組合的情形。這根據具體情況可以適當的調整,這對于本領域技術人員而言是易于構想到的,故在此不再一一贅述。
冷卻部
如圖1所示,冷卻部70為與成型部20聯通,固定在機架部10一側,提供循環冷液的冷卻箱,以及用來與成型部20連通的連通管道,關于冷卻箱和冷卻管道具體的設計,可根據具體情況適當的調整,這對本領域技術人員而言是易于構想到的,故在此不再一一贅述。
本發明專利雖然已以較佳實施例公開如上,但其并不是用來限定本發明專利,任何本領域技術人員在不脫離本發明專利的精神和范圍內,都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出可能的變動和修改,因此,凡是未脫離本發明專利技術方案的內容,依據本發明專利的技術實質對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同變化及修飾,均屬于本發明專利技術方案的保護范圍。