本實用新型涉及增材制造快速成型領域，具體為一種選區激光熔化用石墨烯涂層刮刀局部預熱裝置。

背景技術：

激光選區熔化技術(Selective Laser Melting，SLM )是三維打印領域中的一個重要分支，主要利用激光束逐層選擇性熔化金屬粉末，該技術基于材料逐層堆積原理，依據三維模型切片，利用高能激光束加熱熔化粉末，通過線與面的疊加制造實體零件。由于粉末處于靜止狀態可設計制造輔助支撐結構，因而可用于復雜形狀金屬零部件的制造，廣泛應用于航空航天、汽車、醫療等領域。

激光選區熔化成形技術特點包括：1)該技術可實現精密零件及個性化、小批量及定制零部件的制造；2)與傳統方法相比，該技術只需改變CAD模型，就能獲得零件原形，使得成型過程的難度與待成型物理實體形狀的復雜程度無關；3)激光光斑直徑為約為0.1mm，該技術成形精度高，表面成形精度不超過0.1mm；4)此外，采用激光選區熔化技術可一次近成形零件，縮短生產周期及節省原材料。

在激光選區熔化過程中，鋪粉時粉末的流動性直接影響鋪粉質量。粉末粒徑較小時，流動性較差，鋪粉厚度不均勻，從而造成激光熔化粉末區域間差異，同時，溫度場及應力場分布不均勻，成型件可能產生裂紋、翹曲變形等缺陷。刮刀鋪粉過程中會對金屬粉末有壓實作用，通過摩擦產生靜電，在靜電作用下金屬粉末團聚。相關研究表明通過預熱金屬粉末能夠有效提高金屬粉末流動性，改善組織形貌及消除內應力。現有粉末預熱裝置大都采用對整個送粉缸預熱、對整個成型缸預熱及整個送粉筒預熱，這些方法消耗能量較多，且預熱效率較低；加熱位置不合理，使得金屬粉末容易粘結在一起，不利于零件成型。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種選區激光熔化用石墨烯涂層刮刀局部預熱裝置，它能有效的解決背景技術中存在的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種選區激光熔化用石墨烯涂層刮刀局部預熱裝置，包括單側石墨烯涂層刮刀、刮刀夾板、溫度傳感器、位置傳感器、加熱板和接地裝置；所述刮刀夾板設有兩個；所述單側石墨烯涂層刮刀的上端固定在刮刀夾板之間；所述加熱板設置在單側石墨烯涂層刮刀兩端；所述溫度傳感器和位置傳感器固定在刮刀夾板的下端；所述單側石墨烯涂層刮刀設有接地裝置。

進一步，所述溫度傳感器為紅外測溫傳感器。

進一步，所述位置傳感器為紅外感應傳感器。

進一步，所述加熱板為電阻絲加熱裝置。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：該選區激光熔化用石墨烯涂層刮刀局部預熱裝置通過對金屬粉末進行預熱，粉末流動能力有所提高，成型腔內溫度場分布均勻化，成型零件性能上升；局部預熱的優點，防止外界整體溫度過高，對已成型工件及零部件產生熱效應，影響其工作精度，防止基板整體加熱時因基板與成型腔側壁材料膨脹系數不一致導致的擠壓磨損或寬松漏粉；隨著金屬粉末溫度的提高金屬粉末對激光吸收系數也有所增加，提高生產效率；具有去靜電功能；利用單側石墨烯涂層刮刀能夠同時對送粉缸保溫及成型缸預熱，有效簡化機構，同時減少熱輸入，降低設備對殘余熱量排放的負載，顯著延長其使用壽命。

附圖說明

圖1為為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型的側視圖；

圖3、圖4、圖5、圖6為本實用新型的工作流程示意圖；

附圖標記中：1.送粉缸；2.成型缸；3.石墨烯涂層刮刀；4.刮刀夾板；5.溫度傳感器；6.位置傳感器；7.加熱板；8.接地裝置；9.激光掃描系統。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1-6，本實用新型提供一種技術方案：一種選區激光熔化用石墨烯涂層刮刀局部預熱裝置，包括單側石墨烯涂層刮刀3、刮刀夾板4、溫度傳感器5、位置傳感器6、加熱板7和接地裝置8；所述刮刀夾板4設有兩個；所述單側石墨烯涂層刮刀3的上端固定在刮刀夾板4之間；所述加熱板7設置在單側石墨烯涂層刮刀3兩端；所述溫度傳感器5和位置傳感器6固定在刮刀夾板4的下端；所述單側石墨烯涂層刮刀3設有接地裝置8。

進一步，所述溫度傳感器5為紅外測溫傳感器。

進一步，所述位置傳感器6為紅外感應傳感器。

進一步，所述加熱板7為電阻絲加熱裝置。

本實用新型的在設計時：激光選區熔化設備開機后，單側石墨烯涂層刮刀3停在送粉缸1中間部位；溫度傳感器5反饋金屬粉末實時溫度，在中央控制器作用下調整加熱板7功率使得送粉缸1內金屬粉末溫度上升至合適溫度，進行保溫工序；中央控制器通過位置傳感器6，檢測并控制單側石墨烯涂層刮刀3的位置；單側石墨烯涂層刮刀3移動至送粉缸1最外側，刮粉開始；同時中央控制器控制加熱板7，加熱板7向單側石墨烯涂層刮刀3傳遞熱量，通過石墨烯涂層向金屬粉末傳導熱量，且合理調整加熱板7功率；單側石墨烯涂層刮刀3到達成型缸2最內側時，達到合適溫度，鋪粉過程開始；鋪粉過程中，溫度傳感器5反饋金屬粉末實時溫度，通過中央控制器調整加熱板7功率，使得金屬粉末保持在合適溫度；鋪粉完成后，單側石墨烯涂層刮刀3回至送粉缸1中間部位，同時激光掃描系統9按照計算機輸入的掃描路徑對該層粉末進行激光選區熔化；激光掃描過程中單側石墨烯涂層刮刀3對送粉缸粉末保溫及刮粉；激光掃描系統9將要完成時，鋪粉前期準備工作：保溫、刮粉、預熱已經全部完成；成型缸持續完成送粉和掃描，提高效率；接地裝置8具有去靜電的效果，保護單側石墨烯涂層刮刀3。

盡管已經示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權利要求及其等同物限定。