一種制造三維物體的設備及其缸體

潘良明 彭偉

技術領域

本實用新型涉及增材制造技術領域，具體涉及一種制造三維物體的設備及其缸體。

背景技術

增材制造技術（Additive Manufacturing，簡稱AM）是一項具有數字化制造、高度柔性和適應性、直接CAD模型驅動、快速、材料類型豐富多樣等鮮明特點的先進制造技術，自二十世紀八十年代末發展至今，己成為現代先進制造技術中的一項支柱技術。選擇性激光燒結（Selective Laser Sintering，簡稱SLS）是近年來發展最為迅速的增材制造技術之一，其以粉末材料為原料，采用激光對三維實體的截面進行逐層掃描完成原型制造，不受零件形狀復雜程度的限制，不需要任何的工裝模具，應用范圍廣。

在現有技術的選擇性激光燒結過程中，為了使制件在成型過程不易受熱應力影響而變形，從而保證打印制件的成型質量，在制件燒結前，一般需要對成型缸的缸壁進行加熱。現有技術的缸壁加熱，一般是在缸壁的四周貼一層硅橡膠加熱器，該硅橡膠加熱器主要是由鎳鉻合金電熱絲和硅橡膠高溫絕緣層組成，硅橡膠高溫絕緣層是由硅橡膠與玻璃纖維布復合而成的薄片狀，鎳鉻合金電熱絲通過加熱硅橡膠來加熱缸壁，進而加熱缸體，其中硅橡膠加熱器與缸壁的固定是通過高溫膠粘貼，其裝配務必需要貼平，不留氣泡，因此，其存在裝配工藝難度高，損壞更換難等缺點；另外，由于硅橡膠加熱器直接加熱缸壁，加熱效率慢，熱場不均勻，且加熱溫度有一定限制。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種裝配方便，且加熱更均勻的一種制造三維物體的設備及其缸體。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種制造三維物體設備的缸體，包括缸壁，其中還包括鑄鋁加熱板，所述鑄鋁加熱板安裝在缸壁外側，以使鑄鋁加熱板與缸壁外側之間留有第一間隙。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述缸壁的四周均安裝有鑄鋁加熱板。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述鑄鋁加熱板通過第一螺釘安裝在缸壁外側。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述第一間隙的距離為5-15mm。

作為本實用新型的進一步優選方案，當所述缸體為成型缸時，所述缸體的活塞板上還依次設有隔熱板和基板，所述隔熱板位于活塞板和基板之間，且基板與隔熱板之間留有第二間隙。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述隔熱板通過第二螺釘安裝在基板下，或者所述隔熱板通過第二螺釘安裝在活塞板上。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述第二間隙的距離為15-25mm。

作為本實用新型的進一步優選方案，所述缸體通過第一法蘭安裝在工作臺上。

本實用新型還提供了一種制造三維物體設備，包括上述任一項所述的制造三維物體設備的缸體。

本實用新型的制造三維物體的設備及其缸體，具有以下有益效果：

1、鑄鋁加熱板的安裝方便，拆換容易；

2、鑄鋁加熱板是一種高效、熱分部均勻的加熱器；其由于具有熱導性極佳的鋁合金材質，使得加熱器整體發熱均勻，減小了設備表面的溫差；且具有長壽命、保溫性能好、機械性能強、耐腐蝕、抗磁場等有益效果；

3、鑄鋁加熱板與缸壁外側之間留有第一間隙，此第一間隙內充滿了空氣，使得鑄鋁加熱板可加熱空氣，由于空氣在第一間隙內是流動的，所以第一間隙中的空氣溫度是均勻的，均勻的熱空氣再來加熱缸壁，從而使缸壁加熱更均勻。

附圖說明

圖1為本實用新型制造三維物體設備的缸體提供的一實施例的結構分解示意圖；

圖2為本實用新型制造三維物體的設備提供的一實施例的結構示意圖；

圖3為圖2的A-A剖視圖。

圖中部件標記如下：

1、第二法蘭，2、缸壁，3、溫度傳感器，4、接線柱，5、鑄鋁加熱板，6、第一法蘭，7、工作臺，8、加熱源，9、紅外溫度傳感器，10、第二螺釘，11、基板、12、隔熱板，13、活塞板，14、第一螺釘，15、第一間隙，16、第二間隙。

具體實施方式

為了讓本領域的技術人員更好地理解并實現本實用新型的技術方案，以下將結合說明書附圖和具體實施例做進一步詳細說明。

如圖1所示，本實用新型提供了一種制造三維物體設備的缸體，該缸體包括缸壁2，其中還包括鑄鋁加熱板5，所述鑄鋁加熱板5安裝在缸壁2外側，以使鑄鋁加熱板5與缸壁2外側之間留有第一間隙15。由于第一間隙15內充滿了空氣，使得鑄鋁加熱板5可加熱空氣，由于空氣在第一間隙15內是流動的，所以第一間隙15中的空氣溫度是均勻的，均勻的熱空氣再來加熱缸壁2，從而使缸壁2加熱更均勻。所述第一間隙15的距離大于0，其具體數值可根據設計需要具體設定，優選地，為了能夠更均勻地，且能夠更多地傳遞熱量到缸壁，優選地，所述第一間隙15的距離為5-15mm。

優選地，所述鑄鋁加熱板5通過第一螺釘14安裝在缸壁2外側。當然，鑄鋁加熱板5還可以通過其它安裝方式進行安裝，在此不做具體介紹。

優選地，如圖1所示，所述缸壁2的四周均安裝有鑄鋁加熱板5，以起到更好地加熱效果。

圖1所提供的上述制造三維物體設備的缸體，該缸體可用于工作缸，即成型缸，也可以根據需要用于供粉缸（如供粉缸需要加熱）。

當本實用新型的制造三維物體設備的缸體為成型缸時，優選地，所述缸體的活塞板13上還依次設有隔熱板12和基板11，所述隔熱板12位于活塞板13和基板11之間，且基板11與隔熱板12之間留有第二間隙16。如圖2和圖3所示，加熱源8加熱基板11，由于基板11與活塞板13之間設有隔熱板12，且基板11與隔熱板12之間留有第二間隙16，該第二間隙16內充滿了空氣，因此可減小熱量從基板11快速傳遞到活塞板13，這樣不僅對粉末起到很好地保溫作用，而且，也避免了熱量通過活塞板13傳遞到用于驅動活塞板13運動的驅動機構上，從而損壞驅動機構的弊端。

具體實施中，所述隔熱板12可選用非金屬材料，由于基板11和活塞板13均是金屬材料，這樣可以更好地將基板11與活塞板13隔開。優選地，所述隔熱板12通過第二螺釘10安裝在基板11下，或者所述隔熱板12通過第二螺釘10安裝在活塞板13上。當然，隔熱板12還可以通過其它安裝方式進行安裝，在此不做具體介紹。

所述第二間隙16的距離大于0，其具體數值可根據設計需要具體設定，優選地，為了能夠更好地降低熱量傳遞，所述第二間隙16的距離為15-25mm。

在此需說明的是，本實用新型保護的核心在于：缸體包括鑄鋁加熱板5，所述鑄鋁加熱板5安裝在缸壁2外側，以使鑄鋁加熱板5與缸壁2外側之間留有第一間隙15；以及缸體的活塞板13上還設有隔熱板12，所述隔熱板12位于活塞板13和基板11之間，且基板11與隔熱板12之間留有第二間隙16。因此，對于制造三維物體的設備的其它現有技術器件未做詳細描述，如圖2和圖3所示，該圖中僅提供了設備的部分結構，主要用于闡述本實用新型的技術方案即可。

進一步參閱圖2和圖3，用于制造三維物體的設備包括上述任一實施例的缸體，且還包括用于加熱基板11上粉末的加熱源8，所述缸體通過第一法蘭6安裝在工作臺7上，缸體還通過第二法蘭1安裝驅動機構，所述驅動機構用于對活塞板13進行上升或下降驅動。缸體上還設有用于監測缸壁2溫度的溫度傳感器3，缸體上方設有用于監測基板11溫度的紅外溫度傳感器9。

為了讓本領域的技術人員更好地理解并實現本實用新型的技術方案，下面描述最優實施例的工作原理：

在鋪粉前，活塞板13在外部的驅動下，基板11上升到缸體內上極限位置（打印初始位置），此時上方加熱源8對基板11進行加熱，紅外溫度傳感器9對基板11溫度進行實時監控，當基板溫度達到設定所需求的溫度時，加熱源8停止加熱，由于基板11與活塞板13之間有隔熱板12和第二間隙16，使基板11上能夠在一段時間內保持一定溫度；同時，在對基板11加熱時，鑄鋁加熱板5通過接線柱4接通電源，開始加熱缸壁2，缸壁2與鑄鋁加熱板5之間留有第一間隙15，第一間隙15中充滿空氣，鑄鋁加熱板5加熱空氣，由于空氣在第一間隙15內是流動的，所以第一間隙15中的空氣溫度是均勻的，均勻的熱空氣再來加熱缸壁2，從而更好地完成了缸壁2加熱，溫度傳感器3用于實時監測缸壁2的溫度，當溫度達到所需求的溫度時，控制鑄鋁加熱板5停止對缸壁2的加熱。

以上實施例僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均應屬于本發明的保護范圍。應當指出，在不脫離本發明原理前提下的若干修改和修飾，應視為本發明的保護范圍。

（作者單位：湖南華曙高科技有限責任公司）