一种光固化喷射粘接装置及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109747023A(43)申请公布日2019.05.14(21)申请号201910067361.0(22)申请日2019.01.24(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人张百成任淑彬章林陈刚秦明礼曲选辉(74)专利代理机构青岛高晓专利事务所(普通合伙)37104代理人白莹于正河(51)Int.Cl.B28B1/00(2006.01)B22F3/105(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y30/00(2015.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种光固化喷射粘接装置及其使用方法(57)摘要本发明属于增材制造技术领域，涉及一种光固化喷射粘接装置及其使用方法，光固化喷射粘接装置的主体结构为工作台上设置铺粉机构、铺胶黏剂机构和光源，铺粉机构和铺胶黏剂机构相互平行，光源与铺粉机构和铺胶黏剂机构分别垂直，光固化喷射粘接装置使用方法的工艺过程包括粉层铺设、胶黏剂铺设和选区光固化三个步骤：首先，通过铺粉机构在工作台Y轴方向上的往复运动实现全工作台粉层的铺放，然后，通过铺胶黏剂机构在工作台Y轴方向上的往复运动实现全粉层上部胶黏剂的铺放，最后，通过高精度可控线光源或激光在工作台X轴方向上的移动对粉层和胶黏剂进行精确固化，实现粉末坯体的制造，剩余未粘结粉末通过脱脂烧结的方法去除残留胶黏剂。CN109747023ACN109747023A权利要求书1/1页1.一种光固化喷射粘接装置，其特征在于主体结构包括工作台、铺粉机构、铺胶黏剂机构和光源；矩形结构的工作台的上方设置有互相平行的铺粉机构和铺胶黏剂机构，工作台的上方还设置有光源，光源分别与铺粉机构和铺胶黏剂机构垂直。2.根据权利要求1所述的光固化喷射粘接装置，其特征在于工作台为支持3D打印的工作台；铺粉机构为选区激光熔凝或电子束熔炼中使用的铺粉设备，铺粉机构能够铺设陶瓷粉末或金属粉末；铺胶黏剂机构为将胶黏剂从一道细缝挤出或从多束喷头喷出的设备；光源为多楞反光镜控制的激光光源或可控选区LED线光源。3.一种光固化喷射粘接装置使用方法，其特征在于工艺过程包括粉层铺设、胶黏剂铺设和选区光固化共三个步骤：一、粉层铺设：开启铺粉机构，铺粉机构沿Y轴方向直线往复运行，同时在工作台上铺设粉层；二、胶黏剂铺设：开启铺粘结剂机构，铺胶黏剂机构沿Y轴方向直线往复运行，同时工作台的粉层上铺设光固化胶黏剂；三、选区光固化：光源沿X轴方向直线往复运行并按照三维数字模型切片数据进行选区照射，在工作台的上方对设定区域的粉层和胶黏剂进行扫描和光固化，设定区域的粉层在胶黏剂和光源的作用下固化形成打印图形；重复粉层铺设、胶黏剂铺设和选区光固化步骤，直至整个三维数字模型打印完成。2CN109747023A说明书1/4页一种光固化喷射粘接装置及其使用方法技术领域：[0001]本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种光固化喷射粘接装置及其使用方法，利用可控线光源选区固化整体粉床，提高打印精度，拓宽光固化喷射粘接的应用领域。背景技术：[0002]光固化(photocuring)是指单体、低聚体或聚合体基质在光诱导下的固化过程，具有高效、适应性广、经济、节能、环保的特点，一般用于成膜过程，光谱中能量最高的紫外光产生的活化能，能够使不饱和聚酯树脂的C—C键断裂，产生自由基从而使树脂固化；当不饱和聚酯树脂中加入光敏剂后，用紫外线或可见光作能源引发，能使树脂很快发生交联反应。[0003]喷射粘结技术(3DP)是一种通过喷射粘合剂使粉末成型的增材制造技术，以粉床作基础，利用喷墨打印头喷洒粘合剂将一层层的粉末在选择的区域内粘合。喷射粘结技术可以用于高分子材料、金属、陶瓷材料的制造，通过喷墨打印成型的原型件可以通过高温烧结将粘合剂去除并实现粉末颗粒之间的融合与连接，从而得到有一定密度与强度的成品。在整个成型过程中不会产生任何残余应力，而且无需任何额外的支撑结构，总体设备成本相对低廉，目前，喷射粘接技术相关设备种类繁多，例如：中国专利201511003016.9公开的一种基于3DP工艺的多功能多喷头彩色3D打印设备包括：机架：用于固定打印设备的所有部件；材料缸组件：用于放置待加工的材料，包括一个空腔的材料缸体，缸体的顶部开口，底部为一个活动的能够在驱动装置的作用下上下往复运动的材料缸升降平台；工作缸组件：用于放置加工的制件，包括一个空腔的工作缸体，缸体的顶部开口，底部为一个活动的能够在驱动装置的作用下上下往复运动的工作缸升降平台；3D打印组件：包括若干个打印喷头，包括压电类型和热发泡类型，以及与喷头连接的材料存储罐，用于喷出墨水或者粘结剂，能够在一个打印驱动机构的作用下在工作缸体上端一个水平面上进