一種金屬3d打印與銑削加工復(fù)合機床的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床，其包括振鏡掃描機構(gòu)、供粉機構(gòu)、鋪粉機構(gòu)以及工作平臺的升降機構(gòu)，還包括至少一個銑削機構(gòu)，所述銑削機構(gòu)包括控制板、安裝在控制板兩端且滑動設(shè)于所述導(dǎo)軌組上的第二滑塊以及沿著所述控制板的長度方向上來回運動且位于所述缸體上方的主軸，所述控制板上還開設(shè)一與所述主軸相適配的貫穿孔。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計合理，能進行復(fù)雜曲面零件的一次性成型制造，無需二次加工，并且無需換刀機械手即可實現(xiàn)增材制造模塊與減材制造模塊功能的自動更換，可以有效提高復(fù)雜零件的加工效率與成型精度。
【專利說明】
一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床。
【背景技術(shù)】
[0002]增材制造技術(shù)亦可稱為3D打印技術(shù)，通過自動化數(shù)控逐層材料累積的過程實現(xiàn)三維模型的打印。相對于傳統(tǒng)的加工技術(shù)而言，3D打印技術(shù)不需要另行制作模具，直接加工出成品。而且能夠克服傳統(tǒng)機械加工無法實現(xiàn)的特殊結(jié)構(gòu)障礙，可以實現(xiàn)任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)部件的簡單化生產(chǎn)，可以自動、直接、精確地將將設(shè)計思想從CAD模型，轉(zhuǎn)化為具有一定功能的模型或器件。
[0003]目前，3D打印技術(shù)按照成型原理可以分為:熔融沉積技術(shù)FDM、激光選區(qū)燒結(jié)成型技術(shù)SLS、光固化液態(tài)樹脂選區(qū)固化成型技術(shù)SLA和激光選區(qū)激光熔化成型技術(shù)SLM ADM技術(shù)是通過融化熱塑性塑料或者共晶系統(tǒng)金屬并擠出噴頭，待冷卻固化得到所需要的工件來實現(xiàn)三維成型。SLA則通過激光掃描固化光敏樹脂成型，激光選區(qū)燒結(jié)SLS是通過激光掃描將粉末燒結(jié)成型。但以上這些快速成型制造技術(shù)制造出的零件成型尺寸小、表面質(zhì)量低，難以直接用于實際生產(chǎn)。
[0004]激光選區(qū)激光熔化成型技術(shù)SLM是通過激光直接熔化金屬粉末材料，無需粘結(jié)劑，直接接受產(chǎn)品設(shè)計(CAD)數(shù)據(jù)快速制造出樣件、模具或模型。雖然SLM能成型出復(fù)雜結(jié)構(gòu)的致密金屬零件，但成型出的零件精度不高，表面光潔度不高，因此成型后的零件常需減材制造工藝進行二次加工才能得到工業(yè)級要求的精度和光潔度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，我們提出了一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床，其能進行復(fù)雜曲面零件的一次性成型制造，無需二次加工，有效提高了復(fù)雜零件的加工效率與成型精度。
[0006]為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0007 ] 一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床，其包括振鏡掃描機構(gòu)、供粉機構(gòu)、鋪粉機構(gòu)以及工作平臺的升降機構(gòu)，所述工作平臺的升降機構(gòu)包括缸體以及設(shè)于缸體上的粉床，鋪粉機構(gòu)包括安裝在所述粉床上的導(dǎo)軌組、滑動設(shè)于所述導(dǎo)軌組上的刮板以及安裝在刮板兩端且滑動設(shè)于導(dǎo)軌組上的第一滑塊，所述供粉機構(gòu)包括設(shè)于所述粉床上且與所述缸體相鄰設(shè)置的供粉箱，所述振鏡掃描機構(gòu)設(shè)于所述粉床的上方，其包括振鏡以及與振鏡通過光電連接器相連接的激光頭，還包括至少一個銑削機構(gòu)，所述銑削機構(gòu)包括控制板、安裝在控制板兩端且滑動設(shè)于所述導(dǎo)軌組上的第二滑塊以及沿著所述控制板的長度方向上來回運動且位于所述缸體上方的主軸，所述控制板上還開設(shè)一與所述主軸相適配的貫穿孔。
[0008]優(yōu)選的，所述導(dǎo)軌組包括設(shè)于粉床兩側(cè)的第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌組，所述第二導(dǎo)軌組包括固定安裝在所述粉床上的底板、安裝在所述底板上且與所述第一導(dǎo)軌相互平行的至少兩個第三導(dǎo)軌以及設(shè)于所述兩個第三導(dǎo)軌間的傳送帶。
[0009]優(yōu)選的，所述粉床上且位于所述底板內(nèi)側(cè)還安裝一高負(fù)壓吸嘴結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選的，所述粉床上還設(shè)有與所述供粉箱相適配的出料口。
[0011]通過上述技術(shù)方案，本實用新型將増材制造模塊和減材制造模塊集成，根據(jù)CAD模型數(shù)據(jù)進行増材制造和減材制造的交替，進行復(fù)雜曲面零件的一次性成型制造，無需二次加工，并且無需換刀機械手即可實現(xiàn)增材制造模塊與減材制造模塊功能的自動更換，可以有效提高復(fù)雜零件的加工效率與成型精度工藝的基礎(chǔ)上再度創(chuàng)新，綜合了金屬增材制造與減材加工技術(shù)優(yōu)勢，能直接成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)、高尺寸精度、高表面質(zhì)量的致密金屬零件，減少制造金屬零件的工藝過程，可以有效促進金屬3D打印零件在航空航天、生物醫(yī)療、模具等制造領(lǐng)域的直接應(yīng)用和推廣。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本實用新型實施例1所公開的一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中各標(biāo)記如下:
[0015]I，缸體;2，粉床;3，刮板;4，第一滑塊;5，供粉箱;6，振鏡;7，激光頭;8，控制板;9，第二滑塊；10，主軸；11，第一導(dǎo)軌；12，底板;13，第三導(dǎo)軌；14，傳送帶；15，高負(fù)壓吸嘴結(jié)構(gòu)；a，貫穿孔;b，出料口。
【具體實施方式】
[0016]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]下面結(jié)合示意圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)的說明。
[0018]實施例1.
[0019]如圖1所示，一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床，其包括振鏡掃描機構(gòu)、供粉機構(gòu)、鋪粉機構(gòu)以及工作平臺的升降機構(gòu)，所述工作平臺的升降機構(gòu)包括缸體I以及設(shè)于缸體I上的粉床2，鋪粉機構(gòu)包括安裝在所述粉床2上的導(dǎo)軌組、滑動設(shè)于所述導(dǎo)軌組上的刮板3以及安裝在刮板3兩端且滑動設(shè)于導(dǎo)軌組上的第一滑塊4，所述供粉機構(gòu)包括設(shè)于所述粉床2上且與所述缸體I相鄰設(shè)置的供粉箱5，所述振鏡掃描機構(gòu)設(shè)于所述粉床2的上方，其包括振鏡6以及與振鏡6通過光電連接器相連接的激光頭7，還包括至少一個銑削機構(gòu)，該銑削機構(gòu)必要時對當(dāng)前沉積層進行銑削精整加工，所述銑削機構(gòu)包括控制板8、安裝在控制板8兩端且滑動設(shè)于所述導(dǎo)軌組上的第二滑塊9以及沿著所述控制板8的長度方向上來回運動且位于所述缸體I上方的主軸10，所述控制板8上還開設(shè)一與所述主軸10相適配的貫穿孔a，通過導(dǎo)軌組實現(xiàn)刮板及控制板在X軸方向上運動，同時主軸在控制板的長度方向上即Y軸方向上運動，從而實現(xiàn)了主軸對零件的銑削加工工序。分層打印、分層銑削，能夠完成復(fù)雜零件的加工，且能完成五軸聯(lián)動加工中心也不能遠(yuǎn)成的零件加工，此加工方法能控制零件的精度及表面質(zhì)量，制作完成的零件可直接用于生產(chǎn)實踐中。
[0020]繼續(xù)如圖1所示，所述導(dǎo)軌組包括設(shè)于粉床2兩側(cè)的第一導(dǎo)軌11和第二導(dǎo)軌組，所述第二導(dǎo)軌組包括固定安裝在所述粉床2上的底板12、安裝在所述底板12上且與所述第一導(dǎo)軌11相互平行的至少兩個第三導(dǎo)軌13以及設(shè)于所述兩個第三導(dǎo)軌13間的傳送帶14，其能夠保證零件在成型過程中鋪粉機構(gòu)的穩(wěn)定性，從而保證了零件的成型精度。
[0021]繼續(xù)如圖1所示，所述粉床2上且位于所述底板12內(nèi)側(cè)還安裝一高負(fù)壓吸嘴結(jié)構(gòu)15，取件時可以通過負(fù)壓吸嘴把多余的粉未材料吸走，留下來的則是制作好的金屬材料，這樣可使人接觸不到金屬粉未。
[0022]繼續(xù)如圖1所示，所述粉床2上還設(shè)有與所述供粉箱5相適配的出料口b，用于收集多余的金屬粉末，實現(xiàn)循環(huán)利用，從而降低了制造成本。
[0023]金屬3D打印與銑削復(fù)合加工技術(shù)是從面向制造的產(chǎn)品設(shè)計階段、軟件控制設(shè)計階段以及加工階段將增材制造和減材制造相結(jié)合的一種新的技術(shù)。該技術(shù)是一種添加/去除材料的過程，以“離散-堆積-控制”的成型原理為基礎(chǔ)，首先在計算機中生成最終功能零件的三維CAD模型;然后將該模型按一定的厚度分層切片，即將零件的三維數(shù)信息轉(zhuǎn)換為一系列的二維或三維輪廓幾何信息，層面幾何信息融合沉積參數(shù)和機加工參數(shù)生成掃描路徑數(shù)控代碼，成型系統(tǒng)按照輪廓軌跡逐層掃描堆積材料和加工控制(對輪廓或表面進行機加工)，最終成型三維實體零件。
[0024]I)首先通過建模軟件建立預(yù)成型金屬件的三維模型，然后采用分層軟件對模型進行分層處理并得到層片數(shù)據(jù)文件，層片數(shù)據(jù)文件再被轉(zhuǎn)換成能夠直接被成型設(shè)備所識別的成型路徑驅(qū)動信號文件；
[0025]2)成型設(shè)備在成型路徑驅(qū)動信號控制下進行鋪粉的逐層燒結(jié)沉積成型；
[0026]3)銑削加工系統(tǒng)必要時在成型路徑驅(qū)動信號控制下對當(dāng)前沉積層進行銑削精整加工；
[0027]4)通過逐層的鋪粉熔化成型、銑削精整加工過程，最終得到預(yù)成型金屬件。
[0028]以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床，其包括振鏡掃描機構(gòu)、供粉機構(gòu)、鋪粉機構(gòu)以及工作平臺的升降機構(gòu)，所述工作平臺的升降機構(gòu)包括缸體以及設(shè)于缸體上的粉床，鋪粉機構(gòu)包括安裝在所述粉床上的導(dǎo)軌組、滑動設(shè)于所述導(dǎo)軌組上的刮板以及安裝在刮板兩端且滑動設(shè)于導(dǎo)軌組上的第一滑塊，所述供粉機構(gòu)包括設(shè)于所述粉床上且與所述缸體相鄰設(shè)置的供粉箱，所述振鏡掃描機構(gòu)設(shè)于所述粉床的上方，其包括振鏡以及與振鏡通過光電連接器相連接的激光頭，其特征在于，還包括至少一個銑削機構(gòu)，所述銑削機構(gòu)包括控制板、安裝在控制板兩端且滑動設(shè)于所述導(dǎo)軌組上的第二滑塊以及沿著所述控制板的長度方向上來回運動且位于所述缸體上方的主軸，所述控制板上還開設(shè)一與所述主軸相適配的貫穿孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床，其特征在于，所述導(dǎo)軌組包括設(shè)于粉床兩側(cè)的第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌組，所述第二導(dǎo)軌組包括固定安裝在所述粉床上的底板、安裝在所述底板上且與所述第一導(dǎo)軌相互平行的至少兩個第三導(dǎo)軌以及設(shè)于所述兩個第三導(dǎo)軌間的傳送帶。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床，其特征在于，所述粉床上且位于所述底板內(nèi)側(cè)還安裝一高負(fù)壓吸嘴結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬3D打印與銑削加工復(fù)合機床，其特征在于，所述粉床上還設(shè)有與所述供粉箱相適配的出料口。
【文檔編號】B23P23/04GK205614344SQ201620466594
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】周宏志, 梁銀生
【申請人】吳江中瑞機電科技有限公司