本實用新型涉及激光選區(qū)熔化成型金屬零件的快速成型領域，尤其涉及一種輪盤式多材料激光選區(qū)熔化成型裝置。

背景技術：

激光選區(qū)熔化(SLM)成形技術是增材制造技術的一種，是快速成型技術的最新發(fā)展技術。該技術基于離散材料逐層堆積成型原理，依據(jù)三維設計軟件設計的數(shù)字化零件的三維數(shù)據(jù)，采用高能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。與電子束選區(qū)熔化、激光選區(qū)燒結等金屬增材制造技術相比，激光選區(qū)熔化成形技術具有成型精度高、致密度高以及后處理簡單的特點，可以直接成型出具有復雜幾何空間結構的高精度功能零部件。該技術以結構功能一體化設計、制造周期短、近終形、無模具、無刀具等技術優(yōu)勢成為復雜構件快速制造的先進制造手段，是金屬增材制造技術最有發(fā)展前景的技術之一。

雖然激光選區(qū)熔化技術發(fā)展迅速，已開始廣泛應用于工業(yè)、運輸、模具、航空航天以及醫(yī)療等領域，但是目前激光選區(qū)熔化成型設備每次成型時只能選擇一種材料，只能夠成型出具有單材料性能的零件產(chǎn)品，這無法滿足人們對多種材料一體化零件的直接成型要求，嚴重限制了激光選區(qū)熔化技術的應用范圍。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種輪盤式多材料激光選區(qū)熔化成型裝置。能夠根據(jù)零件的屬性要求，在一次成型過程中，同時選擇多種不同材質的粉末材料。

本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種輪盤式多材料激光選區(qū)熔化成型裝置，包括成型室16，設置成型室16內的成型缸12、鋪粉機構、供粉裝置、激光選區(qū)熔化裝置、控制系統(tǒng)；所述成型缸12和供粉機構沿成型室16的長度方向，排列在成型室16基板平面下方；

供粉裝置為可轉動的輪盤式粉料缸，輪盤式粉料缸呈圓筒形結構，其內部通過隔板8分為四個等分的粉料缸，即：第一粉料缸11、第二粉料缸5、第三粉料缸7和第四粉料缸9；這四個粉料缸可用于盛裝不同材質的粉末；

輪盤式粉料缸的轉軸6轉動時，驅動這四個粉料缸分別交替、并對正成型室16的鋪粉工位13，以使該粉料缸內的粉末由鋪粉機構平鋪至成型缸12上。

所述鋪粉機構包括鋪粉導軌2及安裝在其上的鋪粉臂3，鋪粉臂3由鋪粉驅動電機4驅動其在鋪粉導軌2上直線往復運動；鋪粉刷19安裝在鋪粉臂3的下側，鋪粉臂3運動的初始位置位于轉軸6的左側、隔板8的上方；鋪粉驅動電機4驅動其由初始位置運動至鋪粉導軌2的末端，用于在鋪粉作業(yè)過程中將該粉料缸內的粉末平鋪在成型缸12上。

所述鋪粉導軌2設置在成型室16一側獨立隔倉23內；所述鋪粉臂3的長度方向與成型室16的中心點和轉軸6軸心連成的直線彼此垂直。

所述第一粉料缸11、第二粉料缸5、第三粉料缸7和第四粉料缸9的截面形狀為均等、且對稱的扇面結構；扇面的圓弧邊的兩個端點連成的直線長度大于成型室16的直徑。

所述鋪粉刷19的下端與隔板8的上邊緣相接觸。

所述成型缸12的左側設有粉末回收缸14，用于在鋪粉過程中收集剩余的粉末。

所述輪盤式粉料缸的轉軸6的轉動由輪盤驅動電機22帶動；

所述輪盤式粉料缸的外周壁面與成型室16基板銜接處設有柔性密封膠圈10；柔性密封膠圈10與成型室16基板銜接處保持50‐100N的預壓緊力。

所述第一粉料缸11、第二粉料缸5、第三粉料缸7和第四粉料缸9均設有獨立的升降機構。

本實用新型輪盤式多材料激光選區(qū)熔化成型裝置的運行方法，包括如下步驟：

步驟一：根據(jù)待加工零件15的工藝要求，將不同材質的粉末分別裝入相應的四個粉料缸，即：第一粉料缸11、第二粉料缸5、第三粉料缸7和第四粉料缸9；

步驟二：根據(jù)零件15的屬性要求，控制系統(tǒng)對輪盤驅動電機22發(fā)出指令，驅動轉軸6轉動，帶動其中一個裝有所需材質粉末的粉料缸轉動至鋪粉工位13；控制系統(tǒng)控制該粉料缸的升降機構推動粉末上升一個粉層高度，鋪粉驅動電機4驅動處于初始位置的鋪粉臂3，從鋪粉工位13的起始端將該粉料缸內的粉末沿鋪粉工位13平鋪在成型缸12上；完成一層鋪粉作業(yè)；激光選區(qū)熔化裝置的掃描振鏡18根據(jù)零件15的輪廓信息，通過激光束17掃描熔化粉末，開始激光加工作業(yè)；

如此循環(huán)，根據(jù)零件15的屬性要求，并由控制系統(tǒng)控制裝有所需材質粉末的粉料缸交替、循環(huán)轉動至鋪粉工位13，直至完成零件15各層鋪粉、激光加工作業(yè)。

上述步驟二鋪粉作業(yè)過程中，多余的粉末被鋪粉臂3上的鋪粉刷19刮落至粉末回收缸14內。

本實用新型相對于現(xiàn)有技術，具有如下的優(yōu)點及效果：

本實用新型粉料缸采用了圓筒形輪盤供粉模式，將輪盤均分為四個相同的粉料缸，各粉料缸之間由隔板隔離；在加工過程中，根據(jù)零件15的屬性要求，控制系統(tǒng)對輪盤驅動電機22發(fā)出指令，驅動轉軸6轉動，帶動其中一個裝有所需材質粉末的粉料缸轉動至鋪粉工位13；控制系統(tǒng)控制該粉料缸的升降機構推動粉末上升一個粉層高度，鋪粉驅動電機4驅動處于初始位置的鋪粉臂3，從鋪粉工位13的起始端將該粉料缸內的粉末沿鋪粉工位13平鋪在成型缸12上；完成一層鋪粉作業(yè)；激光選區(qū)熔化裝置的掃描振鏡18根據(jù)零件15的輪廓信息，通過激光束17掃描熔化粉末，開始激光加工作業(yè)；如此循環(huán)，根據(jù)零件15的屬性要求，并由控制系統(tǒng)控制裝有所需材質粉末的粉料缸交替、循環(huán)轉動至鋪粉工位13，直至完成零件15各層鋪粉、激光加工作業(yè)。進而，能夠根據(jù)零件15的屬性要求，在一次成型過程中，同時選擇多種不同材質的粉末材料。

本實用新型在輪盤式粉料缸的外周壁面與成型室16基板銜接處設有柔性密封膠圈10；柔性密封膠圈10與成型室16基板銜接處保持50‐100N的預壓緊力。柔性密封膠圈10既防止兩者之間的金屬剛性摩擦，又保證成型室16內密封環(huán)境以及粉末的無障礙通過。

本實用新型巧妙地采用輪盤式粉料缸，可以通過轉動，可任意選擇裝有所需材料的粉料缸，來完整零件不同加工層的材質要求。

本實用新型輪盤式粉料缸，分為了四個等分，并且其可順時針或者逆時針旋轉，因此轉動角度小，避免了多圈轉動出現(xiàn)輪盤驅動電機接線纏繞在轉軸上的問題，大大簡化了機構的額復雜性，輕松安全實現(xiàn)多材料的激光選區(qū)熔化成型。

本實用新型四個粉料缸可分別盛裝不同材質的粉末，靈活性大，結構簡單，占用空間小，造價低廉，實現(xiàn)了一個零件多種粉末加工的成型要求，大大提高了成型效率及品質，由于加工過程中，無需打開成型室更換粉末，因此大大提高了零件的異種材料之間良好冶金結合性能。

附圖說明

圖1為本實用新型輪盤式多材料激光選區(qū)熔化成型裝置結構示意圖。

圖2為圖1中A-A剖面結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。

實施例

如圖1和2所示。本實用新型公開了一種輪盤式多材料激光選區(qū)熔化成型裝置，包括成型室16，設置成型室16內的成型缸12、鋪粉機構、供粉裝置、激光選區(qū)熔化裝置、控制系統(tǒng)；所述成型缸12和供粉機構沿成型室16的長度方向，排列在成型室16基板平面下方；

供粉裝置為可轉動的輪盤式粉料缸，輪盤式粉料缸呈圓筒形結構，其內部通過隔板8分為四個等分的粉料缸，即：第一粉料缸11、第二粉料缸5、第三粉料缸7和第四粉料缸9；這四個粉料缸可用于盛裝不同材質的粉末；

輪盤式粉料缸的轉軸6轉動時，驅動這四個粉料缸分別交替、并對正成型室16的鋪粉工位13，以使該粉料缸內的粉末由鋪粉機構平鋪至成型缸12上。

所述鋪粉機構包括鋪粉導軌2及安裝在其上的鋪粉臂3，鋪粉臂3由鋪粉驅動電機4驅動其在鋪粉導軌2上直線往復運動；鋪粉刷19安裝在鋪粉臂3的下側，鋪粉臂3運動的初始位置位于轉軸6的左側、隔板8的上方；鋪粉驅動電機4驅動其由初始位置運動至鋪粉導軌2的末端，用于在鋪粉作業(yè)過程中將該粉料缸內的粉末平鋪在成型缸12上。

所述鋪粉導軌2設置在成型室16一側獨立隔倉23內；所述鋪粉臂3的長度方向與成型室16的中心點和轉軸6軸心連成的直線彼此垂直。

所述第一粉料缸11、第二粉料缸5、第三粉料缸7和第四粉料缸9的截面形狀為均等、且對稱的扇面結構；扇面的圓弧邊的兩個端點連成的直線長度大于成型室16的直徑。本實用新型采用對稱分布的四個粉料缸，但根據(jù)具體零件的工藝要求，數(shù)量可以增加增加后者減少。

所述鋪粉刷19的下端與隔板8的上邊緣相接觸。防止在刮粉過程中，該粉料缸內的粉末越過隔板8進入相鄰粉料缸內。

所述成型缸12的左側設有粉末回收缸14，用于在鋪粉過程中收集剩余的粉末，并定期對其進行清理。

所述輪盤式粉料缸的轉軸6的轉動由輪盤驅動電機22帶動；

所述輪盤式粉料缸的外周壁面與成型室16基板銜接處設有柔性密封膠圈10；柔性密封膠圈10與成型室16基板銜接處保持50‐100N的預壓緊力。柔性密封膠圈10既防止兩者之間的金屬剛性摩擦，又保證成型室16內密封環(huán)境以及粉末的無障礙通過。

所述第一粉料缸11、第二粉料缸5、第三粉料缸7和第四粉料缸9均設有獨立的升降機構。

本實用新型輪盤式多材料激光選區(qū)熔化成型裝置的運行方法，包括如下步驟：

步驟一：根據(jù)待加工零件15的屬性要求，將不同材質的粉末分別裝入相應的四個粉料缸，即：第一粉料缸11、第二粉料缸5、第三粉料缸7和第四粉料缸9；

步驟二：根據(jù)零件15的屬性要求，控制系統(tǒng)對輪盤驅動電機22發(fā)出指令，驅動轉軸6轉動，帶動其中一個裝有所需材質粉末的粉料缸轉動至鋪粉工位13；控制系統(tǒng)控制該粉料缸的升降機構推動粉末上升一個粉層高度，鋪粉驅動電機4驅動處于初始位置的鋪粉臂3，從鋪粉工位13的起始端將該粉料缸內的粉末沿鋪粉工位13平鋪在成型缸12上；完成一層鋪粉作業(yè)；激光選區(qū)熔化裝置的掃描振鏡18根據(jù)零件15的輪廓信息，通過激光束17掃描熔化粉末，開始激光加工作業(yè)；

如此循環(huán)，根據(jù)零件15的屬性要求，并由控制系統(tǒng)控制裝有所需材質粉末的粉料缸交替、循環(huán)轉動至鋪粉工位13，直至完成零件15各層鋪粉、激光加工作業(yè)。

上述步驟二鋪粉作業(yè)過程中，多余的粉末被鋪粉臂3上的鋪粉刷19刮落至粉末回收缸14內。

如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。

本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型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，都包含在本實用新型的保護范圍之內。