用於3d列印粉末預熱的溫度控制裝置及粉末輸送裝置製造方法
2024-04-03 00:05:05 1
用於3d列印粉末預熱的溫度控制裝置及粉末輸送裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開用於3D列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。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雷射加熱前就依據工藝要求保持合理溫度，有效縮小了雷射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。
【專利說明】用於3D列印粉末預熱的溫度控制裝置及粉末輸送裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及溫度控制裝置，尤其涉及用於3D列印粉末預熱的溫度控制裝置，該裝置用於選擇性雷射燒結和選擇性雷射熔化等需要通過燒結粉末來達到成型效果的成型過程。
【背景技術】
[0002]選擇性粉末燒結和選擇性粉末熔化三維列印技術是將三維模型降為系列二維平面，然後利用材料粉末逐層堆積，自下而上逐層形成具有任意複雜結構的三維產品，該工藝可有效克服傳統工藝難以加工的複雜結構及工藝複雜等缺陷，同時也極大的縮短了產品的設計周期。如傳統需分體製造的複雜產品現在可以實現整體一次性製造，這樣可以使產品性能得到很大改善。
[0003]金屬熔化三維列印設備成型金屬零件的關鍵指標主要包括緻密度、精度與表面粗糙度，而粉末燒結質量將會對緻密度和表面粗糙度產生非常重要的影響，所以，對粉末溫度的控制就顯得尤為重要。
【發明內容】
[0004]本實用新型解決的問題是現有3D列印粉末預熱的溫度控制無法達到合理的問題。
[0005]為解決上述問題，本實用新型提供一種用於3D列印粉末預熱的溫度控制裝置，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。
[0006]在進一步方案中，所述溫度感應系統由均勻分布在粉末缸口部的盲孔且感應面緊貼粉末缸的多個溫度傳感器構成。
[0007]在進一步方案中，所述溫度傳感器有8個。
[0008]在進一步方案中，所述加熱系統由沿著粉末缸的軸向均勻分布在粉末缸的外壁的呈圓環狀的熱電阻構成。
[0009]本實用新型還公開粉末輸送裝置，該裝置包括任何一項所述的溫度控制裝置和成型系統，該成型系統包括電機、減速器、聯軸器、滾珠絲槓、行程缸和位於粉末缸內且位於行程缸頂端的工作檯，其中，所述減速器連接電機和聯軸器；所述滾珠絲槓通過聯軸器連接於減速器，還連接於行程缸的底端；所述電機轉動帶動減速器轉動，聯軸器驅動滾珠絲槓轉動，滾珠絲槓驅動所述行程缸在粉末缸的軸向運動。
[0010]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0011]本實用新型通過溫度感應系統感應粉末缸內的粉末的溫度，通過微處理器處理溫度和預設溫度值而獲得加熱時間和加熱電流並通過加熱系統根據加熱時間和加熱電流對粉末缸內的粉末進行加熱，這樣，粉末在未被雷射加熱前就依據工藝要求保持合理溫度，有 效縮小了雷射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，提聞性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是具有用於3D列印粉末預熱的溫度控制裝置的粉末輸送裝置剖視圖；
[0013]圖2是具有用於3D列印粉末預熱的溫度控制裝置的粉末輸送裝置的等軸測圖。
【具體實施方式】
[0014]為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特徵、所達成目的及功效，下面將結合實施例並配合附圖予以詳細說明。
[0015]請參閱圖1和圖2，本實用新型粉末輸送裝置包括用於3D列印粉末預熱的溫度控制裝置和成型系統。所述溫度控制裝置包括溫度感應系統、微處理器和加熱系統。所述溫度感應系統採集粉末缸內的粉末溫度，在本實施方式中，溫度感應系統由沿粉末缸的圓周方向均勻分布在粉末缸口部的盲孔的多個溫度傳感器I構成，這些溫度傳感器的感應面緊貼粉末缸。感應面緊貼粉末缸可以保證溫度傳感器採集的溫度與粉末缸內粉末的溫度接近。在本實施方式中，溫度傳感器有8個。所述微處理器4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，也就是判斷是否需要加熱及所需加熱量的大小。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，在本實施方式中，所述加熱系統由沿著粉末缸3的軸向均勻分布在粉末缸的外壁的呈圓環狀的熱電阻2構成。所述成型系統包括電機5、電機支架6、減速器、聯軸器7、滾珠絲槓8、行程缸9和工作檯10。電機5安裝在電機支架6上。減速器的一端安裝在電機5上。聯軸器7安裝在減速器的另一端。滾珠絲槓8安裝於軸承座組件上，同時插入聯軸器7的另一端，行程缸9安裝於滾珠絲槓8上。工作檯10安裝於行程缸9的頂端且位於粉末缸3內。
[0016]請參閱圖1和圖2，本實用新型在實施粉末熔化3D列印過程中包括以下步驟:
[0017]步驟一:將粉末缸3用金屬粉末填滿；
[0018]步驟二:將電機5通過減速器驅動聯軸器7 ；
[0019]步驟三:聯軸器7驅動滾珠絲槓8向上運動，行程缸9下端與滾珠絲槓8連接，通過滾珠絲槓8將電機5的圓周運動轉變為直線運動，帶動行程缸9在軸向進行直線運動，最終使工作檯10在粉末缸3內實現上下運動，完成粉末成型的動作；
[0020]步驟四:步驟三開始工作的同時，沿圓周分布的8個溫度傳感器I開始採集粉末缸3的口部的溫度，將採集的8個溫度數據在微處理器4中求平均值並進行加權處理；
[0021]步驟五:若粉末溫度未能達到預設值，由微處理器4計算出要達到預設溫度所需的加熱時間和加熱電流，並對控制熱電阻的控制器發出指令，使熱電阻2開始加熱；若粉末溫度以達到預設溫度，由微處理器4計算出保持現有溫度所需的加熱時間和加熱電流，並對控制熱電阻的控制器發出指令，使熱電阻2開始加熱，對粉末進行保溫。
[0022]綜上所述，本實用新型通過溫度感應系統感應粉末缸內的粉末的溫度，通過微處理器處理溫度和預設溫度值而獲得加熱時間和加熱電流並通過加熱系統根據加熱時間和加熱電流對粉末缸內的粉末進行加熱，這樣，粉末在未被雷射加熱前就依據工藝要求保持合理溫度，有效縮小了雷射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。
【權利要求】
1.用於3D列印粉末預熱的溫度控制裝置，其特徵是: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。
2.如權利要求1所述用於3D列印粉末預熱的溫度控制裝置，其特徵是:所述溫度感應系統由均勻分布在粉末缸口部的盲孔且感應面緊貼粉末缸的多個溫度傳感器構成。
3.如權利要求2所述用於3D列印粉末預熱的溫度控制裝置，其特徵是:所述溫度傳感器有8個。
4.如權利要求1所述用於3D列印粉末預熱的溫度控制裝置，其特徵是:所述加熱系統由沿著粉末缸的軸向均勻分布在粉末缸的外壁的呈圓環狀的熱電阻構成。
5.粉末輸送裝置，其特徵是:該裝置包括權利要求1至4中任何一項所述的溫度控制裝置和成型系統，該成型系統包括電機、減速器、聯軸器、滾珠絲槓、行程缸和位於粉末缸內且位於行程缸頂端的工作檯，其中， 所述減速器連接電機和聯軸器； 所述滾珠絲槓通過聯軸器連接於減速器，還連接於行程缸的底端； 所述電機轉動帶動減速器轉動，聯軸器驅動滾珠絲槓轉動，滾珠絲槓驅動所述行程缸在粉末缸的軸向運動。
【文檔編號】B22F3/105GK203791624SQ201420158883
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月3日 優先權日:2014年4月3日
【發明者】王聯鳳, 劉傑, 朱小剛, 喬鳳斌, 郭立傑 申請人:上海航天設備製造總廠