Устройство для изготовления детали из биметаллического композита селективным лазерным сплавлением
Устройство для изготовления детали из биметаллического композита селективным лазерным сплавлением содержит источник лазерного излучения с системой сканирования луча, стол, размещенные на нем бункер-питатель металлического порошкового материала с поршнем, выполненный с возможностью перемещения слоя порошка и получаемого материала в вертикальном направлении, бункер сбора излишков порошка, рабочий бункер с поршнем, на котором закреплена подложка, и средство для подачи порошка и удаления его излишков, второй бункер-питатель металлического порошка с поршнем и второй бункер сбора излишков порошка, размещенных на столе противоположно соответственно первым бункеру-питателю и бункеру сбора излишков порошка. Средство для подачи порошка и удаления его излишков состоит из четырех направляющих, которые установлены на столе по сторонам рабочего бункера, и размещенных на них с возможностью перемещения приводных балок с ножами, одна балка с ножом - на паре противоположно расположенных направляющих и вторая балка с ножом - на другой паре противоположно расположенных направляющих. Один из ножей выполнен с прорезью для обеспечения прохода через нее другого ножа, а балка, на которой он установлен, смонтирована на направляющей в плоскости расположенной выше плоскости расположения балки другого ножа. Получают деталь с градиентным составом по толщине и с высокими прочностными характеристиками.
Полезная модель относится к области лазерной обработки материалов и может быть использована для получений объемных деталей из биметаллического композитного порошка путем селективного лазерного сплавления.
Известно устройство для получения материалов лазерным спеканием, которое содержит рабочую камеру, лазер, оптически связанный с системой сканирования и фокусировки луча, рабочий бункер с поршнем, выполненный с возможностью перемещения слоя порошка и получаемого материала в вертикальном направлении, бункер-питатель, средство для подачи порошка и удаления и уплотняющий валик (RU 2423203 C2, B23K 26/00, 10.07.2011).
Однако посредством этого устройства получают детали постоянного состава по толщине, кроме того, метод спекания порошка требует осуществления его уплотнения, что требует дополнительных средств и технологических операций.
Задачей создания полезной модели является получение деталей из биметаллического композита селективным лазерным сплавлением с различным составом материала от слоя к слою с высокими прочностными характеристиками.
Для этого устройство для изготовления детали из биметаллического композита селективным лазерным сплавлением содержит источник лазерного излучения с системой сканирования луча, стол, размещенные на нем бункер-питатель металлического порошкового материала с поршнем, выполненный с возможностью перемещения слоя порошка и получаемого материала в вертикальном направлении, бункер сбора излишков порошка, рабочий бункер с поршнем, на котором закреплена подложка, и средство для подачи порошка и удаления его излишков, второй бункер-питатель металлического порошка с поршнем и второй бункер сбора излишков порошка, размещенных на столе противоположно соответственно первым бункеру-питателю и бункеру сбора излишков порошка. Средство для подачи порошка и удаления его излишков состоит из четырех направляющих, которые установлены на столе по сторонам рабочего бункера, и размещенных на них с возможностью перемещения приводных балок с ножами, одна балка с ножом - на паре противоположно расположенных направляющих и вторая балка с ножом - на другой паре противоположно расположенных направляющих. Один из ножей выполнен с прорезью для обеспечения прохода через нее другого ножа, а балка, на которой он установлен, смонтирована на направляющей в плоскости расположенной выше плоскости расположения балки другого ножа.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства на фиг.2 - вид сверху фиг.1.
Устройство содержит:
1 - стол
2а - бункер-питатель для порошка А
2б - бункер-питатель для порошка Б
3 - рабочий бункер
4а - бункер для излишков порошка А
4б - бункер для излишков порошка Б
5а - поршень бункера 2а
5б - поршень бункера 2б
6 - подложка
7а - балка с ножом
7б - балка с ножом
8а - направляющие для балки ножа 7а
8б - направляющие для балки ножа 7б
9 - система сканирования лазерного луча
10 - источник лазерного излучения
11 - выращиваемая деталь
12 - поршень для перемещения подложки.
На столе 1 размещены бункеры-питатели 2а и 2б для порошка A и B с поршнями для перемещения слоя порошка и получаемого материала в вертикальном направлении, бункеры 4а и 4б сбора излишков порошка, рабочий бункер 3 с поршнем 12, на котором закреплена подложка 6, и средство для подачи порошка и удаления его излишков. Бункеры-питатели 2а и 2б размещены противоположно друг другу по сторонам рабочего бункера 3, а бункеры 4а и 4б сбора излишков порошка размещены также противоположно друг другу по другим сторонам рабочего бункера 3. Средство для подачи порошка и удаления его излишков состоит из четырех направляющих 8а и 8б, которые установлены на столе 1 по сторонам рабочего бункера 3. На направляющих размещены с возможностью перемещения приводные балки с ножами 7а и 7б. Балка с ножом 7а - на паре противоположно расположенных направляющих 8а и вторая балка с ножом 7в - на другой паре противоположно расположенных направляющих 8в. Нож 7б выполнен с прорезью для обеспечения прохода через нее ножа 7а и балка, на которой он установлен, смонтирована на направляющей 8б в плоскости расположенной выше плоскости расположения балки ножа 7а.
Устройство работает следующим образом.
Бункер 2а наполняют порошковым материалом A, а бункер 2б - материалом Б. Поршень 5 а поднимается на необходимое расстояние вверх по направлению оси Z, подавая порошковый материал A. Поршень 6 опускается в направлении оси 
на заданную величину, необходимую для получения одного слоя. Балка с ножом 7а, перемещаясь вдоль направляющей 8а в направлении оси X, переносит порошок A к бункеру 3, нанося и разглаживая порошок по подложке 6. Остатки порошка нож 7а переносит в бункер 4а и возвращается в исходное положение. Лазерный луч, перемещаемый системой сканирования 9, сплавляет порошок на заданном участке, образуя сплошной слой материала. Операция повторяется до получения готовой детали 10 необходимое количество раз, чередуя в необходимой последовательности порошки А и Б. Второй порошковый материал Б наносится на подложку 6 соответственно с использованием бункера-питателя 2б, балки с ножом 7б, перемещаемой по направляющей 86. Благодаря прорези в ноже 7б и тому, что балка, на которой он установлен, смонтирована на направляющей 8б в плоскости расположенной выше плоскости расположения балки ножа 7а, обеспечена возможность свободного перемещения как ножа 7а, так и ножа 7б в процессе их работы.
Устройство обеспечивает возможность применения 2х различных порошковых композиций из отдельных бункеров, что позволяет комбинировать состав от слоя к слою, получая необходимую градиентную структуру с заданными свойствами и за счет расплавления порошка лазерным источником получить изделие с высокими прочностными характеристиками.
Устройство для изготовления детали из биметаллического композита селективным лазерным сплавлением, содержащее источник лазерного излучения с системой сканирования луча, стол, размещенные на нем бункер-питатель металлического порошкового материала с поршнем, выполненный с возможностью перемещения слоя порошка и получаемого материала в вертикальном направлении, бункер сбора излишков порошка, рабочий бункер с поршнем, на котором закреплена подложка, и средство для подачи порошка и удаления его излишков, отличающееся тем, что оно снабжено вторым бункером-питателем металлического порошка с поршнем и вторым бункером сбора излишков порошка, размещенными на столе противоположно соответственно первым бункеру-питателю и бункеру сбора излишков порошка, при этом средство для подачи порошка и удаления его излишков состоит из четырех направляющих, которые установлены на столе по сторонам рабочего бункера, и размещенных на направляющих с возможностью перемещения приводных балок с ножами, одна балка с ножом - на паре противоположно расположенных направляющих и вторая балка с ножом - на другой паре противоположно расположенных направляющих, причем один из ножей выполнен с прорезью для обеспечения прохода через нее другого ножа, а балка, на которой он установлен, смонтирована на направляющей в плоскости, расположенной выше плоскости расположения балки другого ножа.
