本實(shí)用新型屬于3D打印增材制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉預(yù)熱裝置。

背景技術(shù)：

3D打印快速成形技術(shù)是一種以三維CAD模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或樹脂等可黏合材料，通過逐層疊加的原理，制造復(fù)雜零件。該過程不需要傳統(tǒng)的刀具、夾具和機(jī)床就可以制備出任意形狀的復(fù)雜零件。其主要特點(diǎn)有：設(shè)計制造一體化，由三維模型直接進(jìn)行打印成形，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了設(shè)計、制造的一體化。高度柔性，該技術(shù)不受零件形狀和結(jié)構(gòu)的約束，使復(fù)雜模型直接制造成為產(chǎn)品模型。③縮短新產(chǎn)品的研制周期，降低研發(fā)成本?？梢宰詣?、直接、快速、精確地將設(shè)計思想轉(zhuǎn)換成真實(shí)的產(chǎn)品模型，從而可以對正處于設(shè)計階段的產(chǎn)品做出快速評價、修改及功能試驗(yàn)，這樣既有效地縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，又降低了經(jīng)濟(jì)損耗。因此，3D打印快速成形技術(shù)發(fā)展對推進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

選擇性激光燒結(jié)（SLS）技術(shù)屬于3D打印技術(shù)的一種，其工藝成形過程是：利用三維CAD軟件設(shè)計出所需零件的三維模型，將模型導(dǎo)入到成形設(shè)備。隨后進(jìn)行鋪粉并刮平，用激光器在鋪平的粉末上進(jìn)行燒結(jié)成形，當(dāng)一層成形面燒結(jié)完成后，繼續(xù)重復(fù)上述過程，燒結(jié)切片層不停疊加，直到得到三維實(shí)體零件。SLS成形過程中所鋪粉末預(yù)熱是一個重要環(huán)節(jié)，如果所鋪粉末不預(yù)熱或預(yù)熱不均勻，成形件性能和精度將會下降，甚至不能燒結(jié)成形。對所鋪粉末加熱有兩個熱源，一是成形件本身對所鋪粉末的預(yù)熱，由于不斷被激光燒結(jié)疊加成形，成形件內(nèi)部溫度較高。成形件截面尺寸不同，其內(nèi)部溫度分布也不同，因此對不同部位所鋪粉末預(yù)熱也不同。二是加熱裝置對粉末進(jìn)行預(yù)熱，為了使所鋪粉末預(yù)熱均勻，同時也是為了使成形件內(nèi)部溫度分布均勻，防止成形件翹曲變形，需要用加熱裝置對所鋪粉末及成形件進(jìn)行預(yù)熱，使所鋪粉末和成形件內(nèi)部溫度均勻分布。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本實(shí)用新型提出了一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉預(yù)熱裝置，該裝置由多個獨(dú)立預(yù)熱裝置組成，可以對不同區(qū)域進(jìn)行不同溫度的預(yù)熱，也可以根據(jù)成形件的大小調(diào)整預(yù)熱區(qū)域。

本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉預(yù)熱裝置，包括立柱、絲桿、驅(qū)動電機(jī)，上支架、下支架，高度調(diào)節(jié)板、紅外線測溫裝置、四棱錐空心殼體、加熱棒、反光板以及控制系統(tǒng)；所述上支架的兩側(cè)套接在水平固定的兩根絲桿上，絲杠兩端分別由立柱支撐，絲桿一端設(shè)置有驅(qū)動電機(jī)，用于驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動，帶動上支架水平移動，上支架和下支架通過高度調(diào)節(jié)板連接，由螺栓固定，高度調(diào)節(jié)板可以調(diào)節(jié)下支架與鋪粉面的距離，上支架內(nèi)側(cè)安裝紅外線測溫裝置，對所鋪粉末進(jìn)行測溫，下支架的下部設(shè)置多個在立體空間內(nèi)方向可調(diào)的四棱錐空心殼體，四棱錐空心殼體內(nèi)部安裝多層加熱棒，內(nèi)壁上還設(shè)置有反光板，對加熱棒輻射的熱量進(jìn)行反射，提升加熱效率；單個的四棱錐空心殼體及安裝在殼體內(nèi)部的加熱棒、反光板構(gòu)成一個獨(dú)立的預(yù)熱裝置，每個預(yù)熱裝置和紅外線測溫裝置均與控制系統(tǒng)相連，根據(jù)紅外線測溫裝置反饋的信息，控制每個四棱錐空心殼體的朝向及其內(nèi)部加熱棒的溫度，實(shí)現(xiàn)所鋪粉末預(yù)熱溫度的整體均勻性；

所述上支架、下支架及高度調(diào)節(jié)板均采用鋁合金材質(zhì)；

所述四棱錐空心殼體采用鋁合金或不銹鋼材質(zhì)，通過鑄造或沖壓成型；

所述下支架與四棱錐空心殼體連接部分為球形凹槽和球形凸臺結(jié)構(gòu)，所述球形凹槽和球形凸臺大小匹配，球形凸臺可以在球形凹槽中自由轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)四棱錐空心殼體在立體空間向各個方向旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)整加熱方向和加熱面積；

所述四棱錐空心殼體內(nèi)部加熱棒采用硅碳棒、陶瓷管內(nèi)部安裝電阻絲或者加熱石英管；所述反光板為平直結(jié)構(gòu)；

所述高度調(diào)節(jié)板內(nèi)部為直槽口結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的有益效果為：

本裝置由多個獨(dú)立的預(yù)熱裝置組成，將成形區(qū)分成多個可獨(dú)立預(yù)熱的小區(qū)域，可以調(diào)整獨(dú)立預(yù)熱裝置對不同區(qū)域進(jìn)行不同溫度的預(yù)熱，從而實(shí)現(xiàn)成形粉末整體均勻預(yù)熱；每個獨(dú)立預(yù)熱裝置在立體空間內(nèi)方向可調(diào)，能夠根據(jù)成形件的大小調(diào)整預(yù)熱區(qū)域，增加了預(yù)熱效率，節(jié)約了能源；本裝置可有效提高成形件精度及組織性能，對SLS成形技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

附圖說明

圖1是本裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本裝置中高度調(diào)節(jié)板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本裝置中下支架和四棱錐空心殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本裝置中四棱錐空心殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本裝置中下支架與四棱錐空心殼體的連接部分示意圖；

圖6是本裝置中一個獨(dú)立預(yù)熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、立柱，2、絲桿，3、驅(qū)動電機(jī)，4、上支架，5、下支架，6、高度調(diào)節(jié)板，7、紅外線測溫裝置，8、四棱錐空心殼體，9、加熱棒，10、反光板，11、控制系統(tǒng)，12、球形凹槽，13、球形凸臺。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明：

一種選擇性激光燒結(jié)SLS鋪粉預(yù)熱裝置，如圖1所示，包括立柱1、絲桿2、驅(qū)動電機(jī)3，上支架4、下支架5，高度調(diào)節(jié)板6、紅外線測溫裝置7、四棱錐空心殼體8、加熱棒9、反光板10以及控制系統(tǒng)11；其中，上支架4、下支架5和高度調(diào)節(jié)板6均采用鋁合金材質(zhì)，以減輕整個裝置的重量；上支架4的兩側(cè)套接在水平固定的兩根絲桿2上，絲桿2兩端分別由立柱1支撐，絲桿2一端設(shè)置有驅(qū)動電機(jī)3，驅(qū)動電機(jī)3轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動絲桿2轉(zhuǎn)動，從而帶動上支架4在絲桿2上水平移動，上支架4和下支架5通過高度調(diào)節(jié)板6連接，上下均由螺栓固定，高度調(diào)節(jié)板6如圖2所示，內(nèi)部為直槽口結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)固定上支架4和下支架5的螺栓位置，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)下支架5與鋪粉面的距離；上支架4內(nèi)側(cè)安裝紅外線測溫裝置7，對所鋪粉末進(jìn)行測溫，下支架5的下部設(shè)置多個在立體空間內(nèi)方向可調(diào)的四棱錐空心殼體8如圖3所示，四棱錐空心殼體采用鋁合金或不銹鋼材質(zhì)，通過鑄造或沖壓成型；四棱錐空心殼體8內(nèi)部如圖4所示，安裝多層加熱棒9，每層由四個加熱棒組成方形，加熱棒9可以是硅碳棒或者陶瓷管內(nèi)部安裝電阻絲、加熱石英管；四棱錐空心殼體8的內(nèi)壁上還設(shè)置有反光板10，反光板10為平直結(jié)構(gòu)，對加熱棒9輻射的熱量進(jìn)行反射，提升加熱效率；下支架5與四棱錐空心殼體8的連接部分如圖5所示，呈球形凹槽12和球形凸臺13結(jié)構(gòu)，由于球形凹槽12和球形凸臺13大小匹配，球形凸臺13可以在球形凹槽12中自由轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)四棱錐空心殼體8在立體空間向各個方向旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)整加熱方向和加熱面積；單個的四棱錐空心殼體8及安裝在殼體內(nèi)部的加熱棒9、反光板10構(gòu)成一個獨(dú)立的預(yù)熱裝置如圖6所示，每個預(yù)熱裝置和紅外線測溫裝置7均與控制系統(tǒng)11相連，根據(jù)紅外線測溫裝置7反饋的溫度信息，控制每個四棱錐空心殼體8的朝向及其內(nèi)部加熱棒9的溫度，實(shí)現(xiàn)所鋪粉末預(yù)熱溫度的整體均勻性。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。