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经济型激光选区熔化3D打印机的结构设计

乔彤瑜  
【摘要】:3D打印(增材制造)技术正在快速改变传统的生产和生活方式,该技术在《中国制造2025》中共出现6次,体现出我国对3D打印的重视程度。而从国际上,工业4.0的推动下,可以与物联网、云计算、机器人等融合发展的金属零件3D打印,必将成为高端制造行业的关键环节,代表先进制造技术的重要发展方向,迎来爆发性增长。金属零件3D打印技术的典型代表——激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM),其优点是成形工艺简单、材料利用率高、应用面广和成形效率高,通过SLM技术制造的零件具有体积小、强度高、生物适应性好等优点,因而受到了全世界的广泛关注。然而,目前SLM快速成形设备昂贵,制件精度差以及运行成本高等缺点却严重地制约了SLM设备的推广及应用。本设计旨在研究一种高精度、稳定性好且运行成本低的激光选区熔化3D打印机,根据金属激光选区熔化技术的工艺要求,设计方案确定了控制系统、送铺粉系统、激光扫描系统、成形舱及辅助系统的总体结构形式,完成其机械和控制系统总体设计;对送铺粉机构的运动刚性和精度进行了校核。设备采用激光选区、逐层熔化、累积叠加原理,全部成形过程自动完成,具有惰性气体保护,自动报警、自动停机等功能。


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