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金属增材制造设备相关知识产权针对增材制造精度、机械性能、效率及设备成本等问题,提出一种高精高效粉层铺置技术、成形运动控制技术、工艺温度调控技术方案,可应用于航空、航天、汽车、模具、医疗、轻量化等领域的精密复杂构件高质量、高效、低成本制造。

二、技术要点

（解决的技术难题、技术指标等）

基于相关知识产权的金属增材制造设备，主要技术优势和性能着标如下：

主要技术优势

(1)实现激光金属熔化增材制造送粉与铺粉的高度集成，易于戌形气气的控制，避免成形构件的氧化；

(2)提出可拆卸式刮刀铺粉工艺，提高了易翘曲变形复杂构件的可成形性：

(3)提出分块变向扫描、带状变矢长变向扫描相结合的复台扫工艺，暴决了内应力大、翘曲变形大、致密度低、精度低等难题，袭高了零件或形精度、表面光洁度及致密度。

主要性能指标

(1)设备成形精度：(100±0.1)mm;

(2)致密度：99.9％以上；

(3)经喷砂处理后表面粗糙度Ra:可达12.5；

(4)设备成形幅面尺寸两款：250mm×250mm和350mm×350mm口国际领先

三、成果形式

（专利、著作权、新产品、新技术等）

6项专利及1项软件著作权

(1)ZL201510119585.3用于金属熔化增材制造送粉与铺粉的集成装置及方法

本发明提供了一种用于金属熔化增材制造送粉与铺粉的集成装置及方法，包括用于零件增材制造成形的成形腔，还包括位于成形腔内的如下装置：‑与成形腔连接且位于刮刀组件运动路径后端上方的粉仓，用于金属粉末贮存与撒粉；‑与成形腔连接的直线导轨及安装于直线导轨的滑块，用于引导刮刀组件的运动路径；‑安装于滑块的刮刀支架组件，用于连接刮刀组件；‑刮刀组件，用于增材制造过程的铺粉，将粉仓撒出在运动路径后端的金属粉末推到位于运动路径前端的成形区域，形成粉层。

(2)ZL201420158883.4用于3D打印粉末预热的温度控制装置及粉末输送装置

本实用新型公开用于3D打印粉末预热的温度控制装置及粉末输送装置，该温度控制装置包括温度感应系统、微处理器和加热系统，其中，所述温度感应系统采集粉末缸内的粉末温度；所述微处理器比较采集的粉末温度与预设温度而计算出加热时间和加热电流；所述加热系统根据微处理器的加热时间和加热电流对所述粉末缸进行加热。

(3)ZL201520155186.8三维打印设备成型装置

本实用新型提供了一种三维打印设备成型装置，包括基座、铺粉滚筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、传送带、铺粉滚筒伺服电机、左成型缸伺服电机、送粉缸伺服电机、右成型缸伺服电机和传送带伺服电机；其中，铺粉滚筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、传送带、铺粉滚筒伺服电机、左成型缸伺服电机、送粉缸伺服电机、右成型缸伺服电机和传送带伺服电机均设置在基座上；本实用新型采用铺粉滚筒伺服电机、左成型缸伺服电机、送粉缸伺服电机、右成型缸伺服电机和传送带伺服电机分别控制铺粉滚筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、传送带，且伺服电机具有较好的短频特性，加速快等特点，大大提高的设备的运行性能，以及定位精度。

(4)ZL201520154915.8多轴协调运动电机装置及系统

本实用新型提供了一种三维打印设备成型装置，包括基座、铺粉滚筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、传送带、铺粉滚筒伺服电机、左成型缸伺服电机、送粉缸伺服电机、右成型缸伺服电机和传送带伺服电机；其中，铺粉滚筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、传送带、铺粉滚筒伺服电机、左成型缸伺服电机、送粉缸伺服电机、右成型缸伺服电机和传送带伺服电机均设置在基座上；本实用新型采用铺粉滚筒伺服电机、左成型缸伺服电机、送粉缸伺服电机、右成型缸伺服电机和传送带伺服电机分别控制铺粉滚筒、左成型缸、送粉缸、右成型缸、剩粉缸、传送带，且伺服电机具有较好的短频特性，加速快等特点，大大提高的设备的运行性能，以及定位精度。

(5)ZL201420158878.3一种用于可快速更换棍子式3D打印机的铺粉装置

(6)ZL201420127405.7金属熔化三维打印高刚度铺粉装置及其铺粉系统

(7)2017SR738198金属选区熔化增材制造设备控制系统软件"

四、应用领域及应用场景

可应用于航空，航天，汽车、模具、核电等领域

五、当前应用成效

金属增材制造设备已形成3轮样机迭代，完成1台试销。

六、应用推广的领域和场景

设备意光金属选区熔化技术已应用于发射箱支架、太阳电池翼母铰链、武器系统发射档统、高压电磁阀壳体，天官空间站以及光学卫星型号产品零部件等复杂精密构件的体化快速制造。

七、应用推广的价值和前景

（产业带动能力、效率提升能力、市场规模等）

可提升多种加工制造工艺的效率，降低成本。

八、技术优化的方向和途径

本实用新型通过对粉末缸内的粉末进行加热使得粉末在未被激光加热前就依据工艺要求保持合理温度，有效缩小了激光烧结过程中粉末间存在的温差，从而减少成型零件的内应力，避免局部开裂、变形，提高性能。