本實(shí)用新型涉及增材制造快速成型領(lǐng)域，具體為一種選區(qū)激光熔化用石墨烯涂層刮刀局部預(yù)熱裝置。

背景技術(shù)：

激光選區(qū)熔化技術(shù)(Selective Laser Melting，SLM )是三維打印領(lǐng)域中的一個(gè)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(shù)基于材料逐層堆積原理，依據(jù)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(shí)體零件。由于粉末處于靜止?fàn)顟B(tài)可設(shè)計(jì)制造輔助支撐結(jié)構(gòu)，因而可用于復(fù)雜形狀金屬零部件的制造，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、醫(yī)療等領(lǐng)域。

激光選區(qū)熔化成形技術(shù)特點(diǎn)包括：1)該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)精密零件及個(gè)性化、小批量及定制零部件的制造；2)與傳統(tǒng)方法相比，該技術(shù)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(shí)體形狀的復(fù)雜程度無(wú)關(guān)；3)激光光斑直徑為約為0.1mm，該技術(shù)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(qū)熔化技術(shù)可一次近成形零件，縮短生產(chǎn)周期及節(jié)省原材料。

在激光選區(qū)熔化過程中，鋪粉時(shí)粉末的流動(dòng)性直接影響鋪粉質(zhì)量。粉末粒徑較小時(shí)，流動(dòng)性較差，鋪粉厚度不均勻，從而造成激光熔化粉末區(qū)域間差異，同時(shí)，溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)分布不均勻，成型件可能產(chǎn)生裂紋、翹曲變形等缺陷。刮刀鋪粉過程中會(huì)對(duì)金屬粉末有壓實(shí)作用，通過摩擦產(chǎn)生靜電，在靜電作用下金屬粉末團(tuán)聚。相關(guān)研究表明通過預(yù)熱金屬粉末能夠有效提高金屬粉末流動(dòng)性，改善組織形貌及消除內(nèi)應(yīng)力?，F(xiàn)有粉末預(yù)熱裝置大都采用對(duì)整個(gè)送粉缸預(yù)熱、對(duì)整個(gè)成型缸預(yù)熱及整個(gè)送粉筒預(yù)熱，這些方法消耗能量較多，且預(yù)熱效率較低；加熱位置不合理，使得金屬粉末容易粘結(jié)在一起，不利于零件成型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種選區(qū)激光熔化用石墨烯涂層刮刀局部預(yù)熱裝置，包括單側(cè)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(shè)有兩個(gè)；所述單側(cè)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(shè)置在單側(cè)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(cè)石墨烯涂層刮刀設(shè)有接地裝置。

進(jìn)一步，所述溫度傳感器為紅外測(cè)溫傳感器。

進(jìn)一步，所述位置傳感器為紅外感應(yīng)傳感器。

進(jìn)一步，所述加熱板為電阻絲加熱裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：該選區(qū)激光熔化用石墨烯涂層刮刀局部預(yù)熱裝置通過對(duì)金屬粉末進(jìn)行預(yù)熱，粉末流動(dòng)能力有所提高，成型腔內(nèi)溫度場(chǎng)分布均勻化，成型零件性能上升；局部預(yù)熱的優(yōu)點(diǎn)，防止外界整體溫度過高，對(duì)已成型工件及零部件產(chǎn)生熱效應(yīng)，影響其工作精度，防止基板整體加熱時(shí)因基板與成型腔側(cè)壁材料膨脹系數(shù)不一致導(dǎo)致的擠壓磨損或?qū)捤陕┓?；隨著金屬粉末溫度的提高金屬粉末對(duì)激光吸收系數(shù)也有所增加，提高生產(chǎn)效率；具有去靜電功能；利用單側(cè)石墨烯涂層刮刀能夠同時(shí)對(duì)送粉缸保溫及成型缸預(yù)熱，有效簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，同時(shí)減少熱輸入，降低設(shè)備對(duì)殘余熱量排放的負(fù)載，顯著延長(zhǎng)其使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視圖；

圖3、圖4、圖5、圖6為本實(shí)用新型的工作流程示意圖；

附圖標(biāo)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(tǒng)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-6，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案：一種選區(qū)激光熔化用石墨烯涂層刮刀局部預(yù)熱裝置，包括單側(cè)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(shè)有兩個(gè)；所述單側(cè)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(shè)置在單側(cè)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(cè)石墨烯涂層刮刀3設(shè)有接地裝置8。

進(jìn)一步，所述溫度傳感器5為紅外測(cè)溫傳感器。

進(jìn)一步，所述位置傳感器6為紅外感應(yīng)傳感器。

進(jìn)一步，所述加熱板7為電阻絲加熱裝置。

本實(shí)用新型的在設(shè)計(jì)時(shí)：激光選區(qū)熔化設(shè)備開機(jī)后，單側(cè)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(shí)時(shí)溫度，在中央控制器作用下調(diào)整加熱板7功率使得送粉缸1內(nèi)金屬粉末溫度上升至合適溫度，進(jìn)行保溫工序；中央控制器通過位置傳感器6，檢測(cè)并控制單側(cè)石墨烯涂層刮刀3的位置；單側(cè)石墨烯涂層刮刀3移動(dòng)至送粉缸1最外側(cè)，刮粉開始；同時(shí)中央控制器控制加熱板7，加熱板7向單側(cè)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(dǎo)熱量，且合理調(diào)整加熱板7功率；單側(cè)石墨烯涂層刮刀3到達(dá)成型缸2最內(nèi)側(cè)時(shí)，達(dá)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(shí)時(shí)溫度，通過中央控制器調(diào)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(cè)石墨烯涂層刮刀3回至送粉缸1中間部位，同時(shí)激光掃描系統(tǒng)9按照計(jì)算機(jī)輸入的掃描路徑對(duì)該層粉末進(jìn)行激光選區(qū)熔化；激光掃描過程中單側(cè)石墨烯涂層刮刀3對(duì)送粉缸粉末保溫及刮粉；激光掃描系統(tǒng)9將要完成時(shí)，鋪粉前期準(zhǔn)備工作：保溫、刮粉、預(yù)熱已經(jīng)全部完成；成型缸持續(xù)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(hù)單側(cè)石墨烯涂層刮刀3。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。