一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置和方法

    技术2024-12-21  47


    本发明属于增材制造,尤其涉及一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置和方法。


    背景技术:

    1、增材制造技术,即“3d打印”,利用层层堆叠的材料成形方式,可快速制造几何形状复杂的零部件,具有生产速度快、制造周期短和原料利用率高等诸多优点,受到了国内外工业界和学术界的广泛关注。

    2、随着增材制造技术的不断发展,激光粉床熔融已成为一种广泛应用的金属增材制造工艺,这种工艺具有高精度、高材料利用率和广泛的材料适应性等特点,因此受到了国内外学者的广泛研究。

    3、由于增材制造层层堆叠的技术特点,其具备制造“双材料”的基本优势。所谓双材料就是将两种材料上下堆叠制造而形成整体零部件的技术。一方面可以在材料的不同位置可以获得不同性能,以满足实际使用需求;另一方面,两种材料的界面位置一般结合强度较高,可以提升打印件的整体性能。

    4、目前对于增材制造双材料,一般是利用激光能量沉积的技术,因为该技术是同轴送粉的打印方式,制造过程比较灵活且自由度高,不受粉床和空间的限制,但是由于制造精度较低,很多国内外的学者还是力图使用激光粉床熔融的方法实现双材料的制造。目前使用最多的方法是先利用激光粉床熔融技术打印双材料中的第一种材料,称之为“下材料”,之后将下材料埋入准备成形的“上材料”粉中,以下材料作为基板打印上材料,以实现两种材料的上下结合,达到打印双材料的目的。利用该方法可以基本满足双材料的制造需求,可是其操作复杂,过程繁琐,数字化程度低;另外,操作员需多次接触粉体操作,长期下去会导致健康问题和安全隐患。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置和方法,以解决上述问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

    3、一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置,包括:

    4、打印机轴套;

    5、成形部,开设在所述打印机轴套上;

    6、第一供料部,开设在所述打印机轴套上且位于所述成形部的一侧;

    7、第二供料部,开设在所述打印机轴套上且位于所述成形部的一侧,所述第一供料部与所述第二供料部相邻;

    8、第一回收部,开设在所述打印机轴套上,所述第一回收部位于所述成形部远离所述第一供料部的一侧;

    9、第二回收部,开设在所述打印机轴套上,所述第二回收部位于所述成形部远离所述第二供料部的一侧。

    10、优选的,所述成形部包括:

    11、成形仓,竖直开设在所述打印机轴套上,所述成形仓内竖直滑动连接有成形推料板,所述成形推料板的底端固接有成形推料机构的升降端。

    12、优选的,所述第一供料部包括:

    13、第一供粉仓,竖直开设在所述打印机轴套上,所述第一供粉仓位于所述成形仓的一侧,所述第一供粉仓与所述成形仓相适配,所述第一供粉仓内竖直滑动连接有第一推料板,所述第一推料板的底端固接有第一推料机构的升降端;

    14、第一刮刀,滑动连接在所述第一供粉仓的顶面上;

    15、第一粉末,盛放在所述第一供粉仓内且位于所述第一推料板的顶面上。

    16、优选的,所述第二供料部包括:

    17、第二供粉仓,竖直开设在所述打印机轴套上,所述第二供粉仓位于所述成形仓的一侧且与所述第一供粉仓相邻设置,所述第二供粉仓与所述成形仓相适配,所述第二供粉仓内竖直滑动连接有第二推料板,所述第二推料板的底端固接有第二推料机构的升降端;

    18、第二刮刀,滑动连接在所述第二供粉仓的顶面上;

    19、第二粉末,盛放在所述第二供粉仓内且位于所述第二推料板的顶面上。

    20、优选的,所述第一回收部包括:

    21、第一漏粉仓,开设在所述打印机轴套上,所述第一漏粉仓位于所述成形仓远离所述第一供粉仓的一侧,所述第一漏粉仓与所述成形仓相适配。

    22、优选的,所述第二回收部包括:

    23、第二漏粉仓,开设在所述打印机轴套上,所述第二漏粉仓位于所述成形仓远离所述第二供粉仓的一侧,所述第二漏粉仓与所述成形仓相适配。

    24、一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的制造方法,基于所述的一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置实现,包括以下步骤:

    25、首先通过第一供料部向成形部供料,打印出第一种合金,待第一种合金打印至设定高度时,通过第二供料部向成形部供料,在第一种合金的上方打印出第二种合金,重复多次,在成形仓处得到成形试样。

    26、与现有技术相比,本发明具有如下优点和技术效果:

    27、本发明提供了一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置和方法,通过改变现有技术中激光粉床熔融设备的供粉仓和成形仓布局,可以在不需要人为接触粉体的情况下,直接实现两种材料的堆叠打印,从而实现打印双材料的目的。本发明将现有技术中的单供粉仓-单成形仓模式改成了双供粉仓-单成形仓模式,操作方便,结构简单,使用安全,可以通过电脑建模和计算机控制实现双材料打印,而不需要操作员多次接触粉体,保证了操作员的健康。



    技术特征:

    1.一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置,其特征在于,所述成形部包括:

    3.根据权利要求2所述的一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置,其特征在于,所述第一供料部包括:

    4.根据权利要求3所述的一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置,其特征在于,所述第二供料部包括:

    5.根据权利要求3所述的一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置,其特征在于,所述第一回收部包括:

    6.根据权利要求4所述的一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置,其特征在于,所述第二回收部包括:

    7.一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的制造方法,基于权利要求1-6任一项所述的一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置实现,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明属于增材制造技术领域,尤其涉及一种用于双材料激光粉床熔融增材制造工艺的装置和方法,包括:打印机轴套;成形部,开设在打印机轴套上;第一供料部,开设在打印机轴套上且位于成形部的一侧;第二供料部,开设在打印机轴套上且位于成形部的一侧,第一供料部与第二供料部相邻;第一回收部,开设在打印机轴套上,第一回收部位于成形部远离第一供料部的一侧;第二回收部,开设在打印机轴套上,第二回收部位于成形部远离第二供料部的一侧。本发明操作方便,结构简单,使用安全,可以通过电脑建模和计算机控制实现双材料打印,而不需要操作员多次接触粉体,保证了操作员的健康。

    技术研发人员:郭川,丁北辰,冯建设,尹宇
    受保护的技术使用者:中山大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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