金屬增材製造設備

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金屬增材製造設備相關知識產權針對增材製造精度、機械性能、效率及設備成本等問題,提出一種高精高效粉層鋪置技術、成形運動控制技術、工藝溫度調控技術方案,可應用於航空、航天、汽車、模具、醫療、輕量化等領域的精密複雜構件高質量、高效、低成本製造。

目錄

二、技術要點

（解決的技術難題、技術指標等）

基於相關知識產權的金屬增材製造設備，主要技術優勢和性能着標如下：

主要技術優勢

(1)實現激光金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的高度集成，易於戌形氣氣的控制，避免成形構件的氧化；

(2)提出可拆卸式刮刀鋪粉工藝，提高了易翹曲變形複雜構件的可成形性：

(3)提出分塊變向掃描、帶狀變矢長變向掃描相結合的復台掃工藝，暴決了內應力大、翹曲變形大、緻密度低、精度低等難題，襲高了零件或形精度、表面光潔度及致密度。

主要性能指標

(1)設備成形精度：(100±0.1)mm;

(2)緻密度：99.9％以上；

(3)經噴砂處理後表面粗糙度Ra:可達12.5；

(4)設備成形幅面尺寸兩款：250mm×250mm和350mm×350mm口國際領先

三、成果形式

（專利、著作權、新產品、新技術等）

6項專利及1項軟件著作權

(1)ZL201510119585.3用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法

本發明提供了一種用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法，包括用於零件增材製造成形的成形腔，還包括位於成形腔內的如下裝置：‑與成形腔連接且位於刮刀組件運動路徑後端上方的粉倉，用於金屬粉末貯存與撒粉；‑與成形腔連接的直線導軌及安裝於直線導軌的滑塊，用於引導刮刀組件的運動路徑；‑安裝於滑塊的刮刀支架組件，用於連接刮刀組件；‑刮刀組件，用於增材製造過程的鋪粉，將粉倉撒出在運動路徑後端的金屬粉末推到位於運動路徑前端的成形區域，形成粉層。

(2)ZL201420158883.4用於3D打印粉末預熱的溫度控制裝置及粉末輸送裝置

本實用新型公開用於3D打印粉末預熱的溫度控制裝置及粉末輸送裝置，該溫度控制裝置包括溫度感應系統、微處理器和加熱系統，其中，所述溫度感應系統採集粉末缸內的粉末溫度；所述微處理器比較採集的粉末溫度與預設溫度而計算出加熱時間和加熱電流；所述加熱系統根據微處理器的加熱時間和加熱電流對所述粉末缸進行加熱。

(3)ZL201520155186.8三維打印設備成型裝置

本實用新型提供了一種三維打印設備成型裝置，包括基座、鋪粉滾筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、傳送帶、鋪粉滾筒伺服電機、左成型缸伺服電機、送粉缸伺服電機、右成型缸伺服電機和傳送帶伺服電機；其中，鋪粉滾筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、傳送帶、鋪粉滾筒伺服電機、左成型缸伺服電機、送粉缸伺服電機、右成型缸伺服電機和傳送帶伺服電機均設置在基座上；本實用新型採用鋪粉滾筒伺服電機、左成型缸伺服電機、送粉缸伺服電機、右成型缸伺服電機和傳送帶伺服電機分別控制鋪粉滾筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、傳送帶，且伺服電機具有較好的短頻特性，加速快等特點，大大提高的設備的運行性能，以及定位精度。

(4)ZL201520154915.8多軸協調運動電機裝置及系統

本實用新型提供了一種三維打印設備成型裝置，包括基座、鋪粉滾筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、傳送帶、鋪粉滾筒伺服電機、左成型缸伺服電機、送粉缸伺服電機、右成型缸伺服電機和傳送帶伺服電機；其中，鋪粉滾筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、傳送帶、鋪粉滾筒伺服電機、左成型缸伺服電機、送粉缸伺服電機、右成型缸伺服電機和傳送帶伺服電機均設置在基座上；本實用新型採用鋪粉滾筒伺服電機、左成型缸伺服電機、送粉缸伺服電機、右成型缸伺服電機和傳送帶伺服電機分別控制鋪粉滾筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、傳送帶，且伺服電機具有較好的短頻特性，加速快等特點，大大提高的設備的運行性能，以及定位精度。

(5)ZL201420158878.3一種用於可快速更換棍子式3D打印機的鋪粉裝置

(6)ZL201420127405.7金屬熔化三維打印高剛度鋪粉裝置及其鋪粉系統

(7)2017SR738198金屬選區熔化增材製造設備控制系統軟件"

四、應用領域及應用場景

可應用於航空，航天，汽車、模具、核電等領域

五、當前應用成效

金屬增材製造設備已形成3輪樣機迭代，完成1台試銷。

六、應用推廣的領域和場景

設備意光金屬選區熔化技術已應用於發射箱支架、太陽電池翼母鉸鏈、武器系統發射檔統、高壓電磁閥殼體，天官空間站以及光學衛星型號產品零部件等複雜精密構件的體化快速製造。

七、應用推廣的價值和前景

（產業帶動能力、效率提升能力、市場規模等）

可提升多種加工製造工藝的效率，降低成本。

八、技術優化的方向和途徑

本實用新型通過對粉末缸內的粉末進行加熱使得粉末在未被激光加熱前就依據工藝要求保持合理溫度，有效縮小了激光燒結過程中粉末間存在的溫差，從而減少成型零件的內應力，避免局部開裂、變形，提高性能。