本發明涉及增材制造技術領域，尤其涉及一種激光選區熔化高效成型裝置與方法。

背景技術：

激光選區熔化(SLM)成型技術是增材制造技術的一種，該技術基于“離散—堆積”原理，依據數字化三維模型的切片數據，采用激光束對原材料粉末逐點、逐線、逐層熔化直接制造出功能零件。相比其它金屬增材制造技術，激光選區熔化技術具有更高的成形精度，可成形復雜精細零件，它以結構功能一體化設計制造、短周期、近終形、無模具、無刀具等技術優勢成為快速制造復雜構件的先進制造手段，是金屬增材制造技術最有發展前景的技術之一。但激光選區熔化技術的成型效率不高，嚴重限制了激光選區熔化技術的應用的發展。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種激光選區熔化高效成型裝置與方法。實現多個工件同時加工，并且通過將鋪粉區域與成型區域分離，實現鋪粉過程與激光加過程同步進行，極大地提高了激光選區熔化技術的成型效率。

本發明通過下述技術方案實現：

一種激光選區熔化高效成型裝置，包括密封成型室9，置于密封成型室9內的粉料缸8、直線鋪粉導軌5、直線鋪粉導軌5上的鋪粉機構7、旋轉式成型平臺；

該旋轉式成型平臺包括一個圓形平面3，圓形平面3內嵌合有兩個結構相同、且對稱分布在其周緣的成型缸1；這兩個成型缸1的上邊緣與圓形平面3的上表面在同一水平面；兩個成型缸1的中心點與圓形平面3的中心點處于同一條直線上；

圓形平面3上被鋪粉機構7運動軌跡覆蓋的區域為鋪粉區域，位于激光熔化成型工位下方的區域為成型區域；即鋪粉區域和成型區域連成的直線與直線鋪粉導軌5的軸線相垂直；

當旋轉式成型平臺轉動180°時，這兩個成型缸1的位置在鋪粉區域互相交替，進而在對其中一個成型缸1進行鋪粉作業時，另一個成型缸1在激光熔化成型工位下方進行激光熔化加工作業。

旋轉式成型平臺包括一個驅動其轉動的驅動機構；該旋轉式成型平臺位于直線鋪粉導軌5的一側。

驅動機構包括一個支撐在圓形平面3下方中心位置的轉軸13和一個驅動轉軸13轉動的電機14；

粉料缸8設置在直線鋪粉導軌5的一端，在直線鋪粉導軌5的另一端設有粉料回收缸4，粉料回收缸4用于回收鋪粉過程中剩余的粉末。

鋪粉機構7由步進電機6驅動其在直線鋪粉導軌5往復運動，用于將粉料缸8內的粉末平鋪在鋪粉區域。

兩個成型缸的底部安裝有絲桿升降機構10。

本發明激光選區熔化高效成型裝置的運行方法，包括如下步驟：

步驟1：啟動激光選區熔化成型裝置12，做好粉末添加、成型基板裝載、抽真空和通保護氣準備工作；

步驟2：位于鋪粉區域的成型缸下降一個加工層厚的高度，粉料缸8內的粉末在絲桿升降機構10的驅動下，上升一個鋪粉層所需的高度，步進電機6驅動鋪粉機構7將粉末從粉料缸平鋪到鋪粉區域，以對處于鋪粉區域的成型缸進行鋪粉；

步驟3：處于鋪粉區域的成型缸1鋪粉作業完成后，由電機14驅動轉軸13轉動，并帶動圓形平面3旋轉180°，即，將其轉入激光熔化成型工位下方的成型區域，供激光選區熔化成型裝置12進行激光熔化加工作業；與此同時，成型區域完成激光熔化加工作業的成型缸旋轉至鋪粉區域，對其進行鋪粉作業，此時，鋪粉區域和成型區域連成的直線與直線鋪粉導軌5的軸線相垂直；

以此循環，直至完成激光熔化加工作業。

本發明相對于現有技術，具有如下的優點及效果：

本發明圓形平面3上被鋪粉機構7運動軌跡覆蓋的區域為鋪粉區域，位于激光熔化成型工位下方的區域為成型區域；即鋪粉區域和成型區域連成的直線與直線鋪粉導軌5的軸線相垂直；當旋轉式成型平臺轉動180°時，這兩個成型缸1的位置在鋪粉區域互相交替，進而在對其中一個成型缸1進行鋪粉作業時，另一個成型缸1在激光熔化成型工位下方進行激光熔化加工作業。這種結構，實現了多個多個工件同時作業，并且通過將鋪粉區域與成型區域分離，實現鋪粉流程與激光加工流程同步進行，極大地提高了激光選區熔化技術的成型效率。

附圖說明

圖1為本發明激光選區熔化高效成型裝置的俯視圖。

圖2為圖1中A-A剖視圖。

圖3為圖1中B-B剖視圖。

圖4為該旋轉式成型平臺的俯視圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述。

實施例

如圖1至4所示。本發明公開了一種激光選區熔化高效成型裝置，包括密封成型室9，置于密封成型室9內的粉料缸8、直線鋪粉導軌5、直線鋪粉導軌5上的鋪粉機構7、旋轉式成型平臺；

該旋轉式成型平臺包括一個圓形平面3，圓形平面3內嵌合有兩個結構相同、且對稱分布在其周緣的成型缸1；這兩個成型缸1的上邊緣與圓形平面3的上表面在同一水平面；兩個成型缸1的中心點與圓形平面3的中心點處于同一條直線上；

圓形平面3上被鋪粉機構7運動軌跡覆蓋的區域為鋪粉區域，位于激光熔化成型工位下方的區域為成型區域；即鋪粉區域和成型區域連成的直線與直線鋪粉導軌5的軸線相垂直；

當旋轉式成型平臺轉動180°時，這兩個成型缸1的位置在鋪粉區域或者成型區域互相交替，進而在對其中一個成型缸1進行鋪粉作業時，另一個成型缸1在激光熔化成型工位下方進行激光熔化加工作業。成型區域與鋪粉區域不重疊，即不在同一工位，因此可在其中一個成型缸鋪粉的同時，另一個成型缸可繼續進行工件的加工成型。

旋轉式成型平臺包括一個驅動其轉動的驅動機構；該旋轉式成型平臺位于直線鋪粉導軌5的一側。驅動機構包括一個支撐在圓形平面3下方中心位置的轉軸13和一個驅動轉軸13轉動的電機14；圓形平面3與鋪粉區域的平臺表面齊平。

粉料缸8設置在直線鋪粉導軌5的一端，在直線鋪粉導軌5的另一端設有粉料回收缸4，粉料回收缸4用于回收鋪粉過程中剩余的粉末。

鋪粉機構7由步進電機6驅動其在直線鋪粉導軌5往復運動，用于將粉料缸8內的粉末平鋪在鋪粉區域。

兩個成型缸的底部安裝有絲桿升降機構10。

本發明激光選區熔化高效成型裝置的運行方法，包括如下步驟：

步驟1：啟動激光選區熔化成型裝置12，做好粉末添加、成型基板裝載、抽真空和通保護氣準備工作；

步驟2：位于鋪粉區域的成型缸下降一個加工層厚的高度，粉料缸8內的粉末在絲桿升降機構10的驅動下，上升一個鋪粉層所需的高度，步進電機6驅動鋪粉機構7將粉末從粉料缸平鋪到鋪粉區域，以對處于鋪粉區域的成型缸進行鋪粉；

步驟3：處于鋪粉區域的成型缸1鋪粉作業完成后，由電機14驅動轉軸13轉動，并帶動圓形平面3旋轉180°，即，將其轉入激光熔化成型工位下方的成型區域，供激光選區熔化成型裝置12進行激光熔化加工作業；與此同時，成型區域完成激光熔化加工作業的成型缸旋轉至鋪粉區域，對其進行鋪粉作業，此時，鋪粉區域和成型區域連成的直線與直線鋪粉導軌5的軸線相垂直；

以此循環，直至完成激光熔化加工作業。

如上所述，便可較好地實現本發明。

本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。