一种矢量烧结系统及增材制造方法

摘要

本发明提出一种基于矢量烧结技术的增材制造方法,通过矢量烧结系统来实现，该系统包括铺粉模块、矢量加热模块、激光加工模块和温度控制模块。零件加工时，通过温度控制模块先将覆膜粉体温度预热到不超过烧结温度的某一特定温度。然后工作腔下降一个层厚，铺粉模块在移动过程中完成铺粉的同时，其后端的矢量加热模块随即对零件内部粉末进行“选区”烧结，得到覆盖略大于单层零件截面的平面烧结区域，再通过激光加工模块扫描轮廓线部位的粉体使其粘结失效，便得到该层精确的零件边界轮廓。逐层下降、铺粉、矢量烧结并进行轮廓失效扫描后，叠加得到稍微大于零件CAD模型的烧结件，整体烘烤强化，最后沿轮廓失效得到的分离面将周边的少许废料清除，便得到最终的制件。

主权项

一种基于矢量烧结系统的增材制造方法，其特征在于，该矢量烧结系统包括铺粉模块、矢量加热模块、激光加工模块和工作腔温度控制模块，四个模块分布在同一密闭的工作腔内；铺粉模块利用电机控制的铺粉小车来实现直线往复运动，负责逐层双向均匀铺粉；矢量加热模块包含两排阵列的加热单元，加热单元利用支架对称连接在铺粉小车两侧，且与铺粉模块由同一电机控制运动，铺粉过程中负责叠层加热覆膜粉体；电源开启后，每个加热单元对其下方的粉体加热，使对应区域的粉体烧结，而电源关闭则其下方粉体不受热；激光加工模块受电脑控制，矢量烧结完成后，负责扫描CAD模型切片得到的二维轮廓，使轮廓线处粉体的外膜碳化，从而失去粘性；温度控制模块包含加热装置和温度采集装置，负责在加热单元加热前预热工作腔及覆膜粉体，并在加工零件时使工作腔保持不超过粉体烧结的温度；该方法具体为以下步骤：A、零件加工前，对CAD模型切片，得到CAD模型每层轮廓线不同的切片文件；B、零件加工时，温度控制模块先将工作腔内的粉层预热至不超过烧结温度的温度；C、工作腔下降一个层厚，铺粉模块在移动过程中完成铺粉的同时，其后端的矢量加热模块随即对零件内部粉末进行“选区”烧结，得到覆盖大于单层零件截面的平面烧结区域；D、通过激光加工模块扫描轮廓线部位的粉体使其粘结失效，便得到该层精确的零件边界轮廓；E、逐层下降、铺粉、矢量烧结并进行轮廓失效扫描后，叠加得到大于零件CAD模型的烧结件，整体烘烤强化，最后沿轮廓失效得到的分离面将周边的少许废料清除，便得到最终的制件。