一種新型綜合性數(shù)控3d打印設(shè)備及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控加工設(shè)備領(lǐng)域，具體地講，涉及一種新型綜合性數(shù)控3D打印設(shè)備及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3 D打印工藝(增材制造)有下述優(yōu)勢(shì):1.由於不必開(kāi)發(fā)成型模，所以.可以節(jié)約新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本，及節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間；2.—般成品需要的切削加工量較少，因而可減少材料的耗損；3.幾乎任何結(jié)構(gòu)及外型的設(shè)計(jì)均可由3D打印工藝做出，設(shè)計(jì)人員因而有更多的設(shè)計(jì)自由度，可完全採(cǎi)用以產(chǎn)品的功能為主要考量的設(shè)計(jì)方案，4.由於產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不再受限於加工可行性的局限，凸顯了選優(yōu)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員能開(kāi)發(fā)出有創(chuàng)意，重量輕，復(fù)雜形狀，而功能優(yōu)良的產(chǎn)品。
[0003]一般CNC 3D打印設(shè)備不是只使用塑料的3D打印機(jī)，就是只使用金屬粉、或陶瓷粉(非金屬粉末)的3D打印機(jī)。以金屬粉、或陶瓷粉(非金屬粉末)為原料的3D打印成品，表面粗燥，精度不高，也就是說(shuō)，現(xiàn)有的3 D打印設(shè)備設(shè)計(jì)，原料的選用沒(méi)有彈性；金屬類(lèi)或陶瓷類(lèi)(非金屬)的3D打印成品，精度不高。沒(méi)有CNC機(jī)加工(減材制造)的能力，不能進(jìn)一步提高成品精度及表面光滑度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型綜合性數(shù)控3D打印設(shè)備及使用方法，一機(jī)多用，可執(zhí)行增材制造及減材制造的工藝，提高生產(chǎn)效率，降低數(shù)控設(shè)備的購(gòu)置成本。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的:
一種新型綜合性數(shù)控3D打印設(shè)備，包括工作臺(tái)，所述工作臺(tái)上設(shè)置有龍門(mén)架，其特征是:所述龍門(mén)架通過(guò)懸掛驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一懸掛一組激光燒結(jié)金屬粉末噴頭構(gòu)件，所述龍門(mén)架通過(guò)懸掛驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)二懸掛一個(gè)旋轉(zhuǎn)塔，所述旋轉(zhuǎn)塔上設(shè)置有擠出頭，所述旋轉(zhuǎn)塔的前端設(shè)置有切削頭主軸電機(jī)，所述切削頭主軸電機(jī)的輸出軸連接加工加工刀具。
[0006]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述工作臺(tái)上還設(shè)置有工件夾頭。
[0007]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述懸掛驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一包括支撐座一，所述支撐座一上端設(shè)置有激光燒結(jié)金屬粉末噴頭Z軸步進(jìn)電機(jī)，所述激光燒結(jié)金屬粉末噴頭Z軸步進(jìn)電機(jī)連接激光燒結(jié)金屬粉末噴頭Z向絲杠，所述支撐座一內(nèi)還設(shè)置有激光燒結(jié)金屬粉末噴頭Z向?qū)к墸黾す鉄Y(jié)金屬粉末噴頭Z向絲杠連接激光噴頭滑塊，所述激光噴頭滑塊能夠沿所述激光燒結(jié)金屬粉末噴頭Z向?qū)к壣舷乱苿?dòng)，所述激光噴頭滑塊上連接所述激光燒結(jié)金屬粉末噴頭。
[0008]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述懸掛驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)二包括支撐座二，所述支撐座二的上端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)塔Z向步進(jìn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)塔Z向步進(jìn)電機(jī)的絲杠軸連接旋轉(zhuǎn)塔Z向滑塊，所述旋轉(zhuǎn)塔Z向滑塊環(huán)套在旋轉(zhuǎn)塔Z向?qū)к壣希鲂D(zhuǎn)塔Z向滑塊連接齒輪室，所述齒輪室內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有蝸桿，所述旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有與所述蝸桿配合使用的渦輪齒，所述旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承連接所述旋轉(zhuǎn)塔。
[0009]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述旋轉(zhuǎn)塔為多面旋轉(zhuǎn)塔，所述旋轉(zhuǎn)塔的每個(gè)面均設(shè)置有所述擠出頭。
[0010]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述擠出頭包括小型步進(jìn)馬達(dá)，所述小型步進(jìn)馬達(dá)上設(shè)置有塑料送料機(jī)構(gòu)，所述塑料送料機(jī)構(gòu)的下側(cè)連接加熱塊，所述加熱塊連接溫度傳感器和嗔頭。
[0011]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述龍門(mén)架的一端設(shè)置有X向步進(jìn)電機(jī)，所述龍門(mén)架的另一端設(shè)置有打印材料存放機(jī)構(gòu)，所述X向步進(jìn)電機(jī)連接X(jué)向絲杠，所述X向絲杠的上下兩側(cè)設(shè)置有X向?qū)к?，所述X向絲杠連接所述支撐座一和所述支撐座二，所述支撐座一和所述支撐座二能夠沿所述X向?qū)к壸笥一瑒?dòng)。
[0012]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述工作臺(tái)的一端設(shè)置有龍門(mén)架Y向絲杠和龍門(mén)架Y向步進(jìn)電機(jī)，所述工作臺(tái)的兩側(cè)設(shè)置有配合所述龍門(mén)架滑動(dòng)的Y向?qū)к墶?br>[0013]作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述工件夾頭包括頂針和工件三爪卡盤(pán)，所述頂針和工件三爪卡盤(pán)之間設(shè)置工件，所述工件三爪卡盤(pán)連接工件旋轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)。
[0014]一種新型綜合性數(shù)控3D打印設(shè)備的使用方法，其特征在于，包括如下步驟:
(1)判斷打印件的材料，如果是純塑料件的3D打印，轉(zhuǎn)步驟(2);如果是金屬粉末的3D打印件，轉(zhuǎn)步驟(3);如果是鑲嵌件對(duì)接塑料3D打印工件，轉(zhuǎn)步驟(4);如果是鑲嵌件對(duì)接金屬3D打印工件，轉(zhuǎn)步驟(5)；
(2)調(diào)節(jié)X向步進(jìn)電機(jī)、龍門(mén)架Y向步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)塔Z向步進(jìn)電機(jī)，使得旋轉(zhuǎn)塔運(yùn)轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，根據(jù)產(chǎn)品的要求，使用CAD/CAM，及3D打印用的分層軟件，畫(huà)出3D圖形，就工件的狀況，分層決定擠出頭的運(yùn)行路徑，編譯出專(zhuān)用的數(shù)控指令，控制旋轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)，讓不同材料或不同顏色塑料依設(shè)計(jì)方案擠出完成型，如果需要后加工，則可操動(dòng)加工刀具，完成精加工的工藝，增加產(chǎn)品的精度及光滑度；
(3)如果是金屬粉末的3D打印件，調(diào)節(jié)X向步進(jìn)電機(jī)、龍門(mén)架Y向步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)塔Z向步進(jìn)電機(jī)，使得激光燒結(jié)金屬粉末噴頭運(yùn)轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，使用CAD/CAM，及3D打印用的分層軟件，先畫(huà)出3D圖形，就工件的狀況，分層決定噴頭的運(yùn)行路徑後，編譯出專(zhuān)用的數(shù)控指令，移動(dòng)以高能量離子束或激光為熱源的激光燒結(jié)金屬粉末噴頭，分層完成增材制工藝，做出成品，如果需要機(jī)加工，提高表面的光滑度及精密度，可用設(shè)備上已有的CNC數(shù)控減材加工刀具，完成加工工藝；
(4)如果有鑲嵌件，可先用加工主軸頭制作出鑲嵌件，然后調(diào)節(jié)X向步進(jìn)電機(jī)、龍門(mén)架Y向步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)塔Z向步進(jìn)電機(jī)，使得旋轉(zhuǎn)塔運(yùn)轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，根據(jù)產(chǎn)品的要求，使用CAD/CAM,及3D打印用的分層軟件，畫(huà)出3D圖形，就工件的狀況，分層決定擠出頭的運(yùn)行路徑，編譯出專(zhuān)用的數(shù)控指令，控制旋轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)，在鑲嵌件的表面完成3D打印的后續(xù)工藝，如果需要機(jī)加工，提高表面的光滑度及精密度，可用加工刀具完成加工工藝；
(5)如果是金屬鑲嵌件對(duì)接金屬粉的3D打印工件，可先用加工主軸頭制作出鑲嵌件，然后調(diào)節(jié)X向步進(jìn)電機(jī)、龍門(mén)架Y向步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)塔Z向步進(jìn)電機(jī),使得激光燒結(jié)金屬粉末噴頭運(yùn)轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，使用CAD/CAM，及3D打印用的分層軟件，先畫(huà)出3D圖形，就工件的狀況，分層決定噴頭的運(yùn)行路徑後，編譯出專(zhuān)用的數(shù)控指令，移動(dòng)以高能量離子束或激光為熱源的激光燒結(jié)金屬粉末噴頭，依循上述的過(guò)程，在嵌入件的表面完成粉末3D打印的后續(xù)工藝；如需要後加工，則可使用設(shè)備配有的加工主軸頭完成精加工的工藝，旋轉(zhuǎn)式的工件夾頭，能夠調(diào)整工件打印或者切削的角度，使得整個(gè)3D打印設(shè)備具有CNC四軸聯(lián)動(dòng)的減材制作能力，同時(shí)也具有CNC四軸聯(lián)動(dòng)的增材制作功能。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明用一套數(shù)控設(shè)備，執(zhí)行增材制造及減材制造的工藝，降低數(shù)控設(shè)備的購(gòu)置成本。作為3D打印機(jī)用時(shí)，可對(duì)塑料、金屬粉原料進(jìn)行增材制造工藝；至少是一機(jī)三用，擠出頭裝于一個(gè)多角旋轉(zhuǎn)塔(六角)的斜面上，可同時(shí)使用多種塑料，完成3D打印的工藝使用一個(gè)高功率激光或高能量電子束為熱源的金屬粉末3D打印噴頭，執(zhí)行3D打印的工藝可達(dá)成復(fù)合式(鑲嵌型)復(fù)合材料產(chǎn)品的增材制造生產(chǎn)，可以獨(dú)立的完成CNC四軸聯(lián)動(dòng)的減材制作工藝，也可以和3D打印