金属粉末3D打印装备的控制系统设计*

曾齐高，罗 飞，李积彬

（1.深圳市龙岗职业技术学校，广东深圳 518172；2.深圳技师学院，广东深圳 518040；3.深圳市模具先进制造技术重点实验室，广东深圳 518060）

0 引言

为满足日益苛刻的工业低成本和高性能要求，结合快速成形技术和金属粉末注射成形技术的优点，李积彬［1］提出了粉末冶金快速成形敏捷制造概念，用金属粉末材料制造产品样品零件，从而降低成形机成本，提高零件机械性能。

金属粉末3D打印成形技术［2－3］是基于粉末冶金快速成型敏捷制造概念而提出并升级的新技术、新工艺，是集金属粉末注射成形技术和快速成形技术优点所提出的一项新工艺。与现有的成形技术相比，该技术具有以下几个特点：（1）无需模具，传统的成形方法需要开模，而模具的成本较高，并且模具加工周期一般都较长；（2）无需大功率激光器，传统的激光烧结快速成形技术需要大功率激光头，其成本较高，少则几十万，多则上百万，非一般企业所能承受；（3）成形材料不局限于塑料，可适用于熔点较高的金属粉末、陶瓷粉末等。

金属粉末3D打印装备的开发是实现金属粉末3D打印工艺的基本保证，也是验证金属粉末3D打印工艺可行性的重要保障。金属粉末3D打印装备系统开发可分为4个层次，最高层为工艺原理层，其次为软件系统，再其次为控制系统层，最底层为机械系统层［4］。

本文旨在解决金属粉末3D打印装备控制系统的设计，控制系统是装备的关键所在，是装备功能实现的保证。

1 装备控制系统总体设计

金属粉末3D打印装备控制系统包括三维快速成形平台运动控制系统、单螺杆挤出装置运动控制系统、料筒加热温度控制系统、平台温度控制系统等4部分。……