[實用新型]一種電子束3D打印集成控制設備

有效

• 申請號: 201820337071.4
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN208263440U
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 車軍;魯玉磊;趙娜;劉瀟瀟
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/393;B29C64/321;B33Y40/00;B33Y50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種電子束3D打印集成控制設備，具體涉及3D打印領域，主要包括有電源系統、真空系統、冷卻系統、送絲系統和工作臺控制系統。該設備可分為上位機和下位機兩部分，工控機作為上位機通過RS?232串口與PLC相連，PLC外接D/A模塊與DSP控制器相連，控制電源系統相關參數設置，PLC與繼電器相連，控制冷卻系統和真空系統，運動控制板卡通過PCI總線插入工控機，控制送絲系統持續穩定送絲和工作臺控制系統三軸運動。該3D打印集成控制設備具有可靠性高，精度高，便于二次開發等特點。

技術領域

本實用新型涉及電子束加工設備技術領域，具體涉及一種電子束3D打印集成控制設備。

背景技術

3D打印技術作為快速成形技術的一種，它以三維數字CAD模型文件為基礎，運用高能束源或其他方式，將液體、熔融體、粉末、絲、片等特殊材料進行逐層堆積粘結，最終疊加成型，直接構造出實體的技術。相對于傳統加工技術（如車、銑、刨、磨等），增材制造是一種自下而上材料逐層疊加的制造工藝。

3D打印技術的基本原理是將計算機內的三維數據模型進行分層切片得到各層截面的輪廓數據，計算機根據此信息控制激光器（或噴嘴）有選擇地逐層燒結粉末材料（或逐層固化液態光敏樹脂，或逐層切割片狀材料，或逐層噴涂熱熔材料或粘合劑）形成一系列具有微小厚度的片狀實體，再采用熔結、聚合、粘結等手段使其逐層堆積成一體，最終制造出所設計的產品樣件、模型或模具。整個過程可以比喻為一個“積分”的過程。過去其常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，現正逐漸用于一些產品的打印制造。特別是一些高價值應用（比如髖關節或牙齒，或一些飛機零部件）已經在使用3D打印技術打印制造的零部件。但3D打印技術的發展也存在許多問題。首先是打印熱源選擇問題，目前3D打印設備使用的熱源比較繁多，主要有層流電弧焊等離子束、激光束和電子束。并且電弧焊等離子束、激光束成本較高，沉積速度較低，容易對打印工件造成不同程度的缺陷。其次，現有的3D打印設備結構復雜，功能單一，無法滿足二次開發的需要。

發明內容

為在很大程度上解決離子束、激光束成本較高，沉積速度較低，同時3D打印設備結構復雜，功能性開發利用較低等問題，本實用新型的目的在于提供一種電子束3D打印集成控制設備。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案：

3D打印集成控制設備，包括電源系統、真空系統、冷卻系統、送絲系統和工作臺控制系統；其特征在于：

所述工控機通過所述RS-232串口與下位機部分相連，完成供電、冷卻工件以及真空室抽真空等功能，運動控制板卡通過端子板與送絲系統、工作臺控制系統的下位機部分相連，完成輸送絲材和工作臺三軸運動等功能。

所述電源系統包括：PLC、DSP控制器、PI調節器、電源以及電壓、電流傳感器組成；所述工控機與PLC相連，所述PLC外接D/A模塊與DSP控制器相連，DSP控制器與PI調節器共同調節電源相關參數值，電壓、電流傳感器檢測電壓電流值，轉換成電壓信號傳送到A/D模塊，進行負反饋。

所述真空系統包括繼電器、接觸器、真空機組、電子槍室、真空室、真空計；所述PLC與繼電器、接觸器相連，所述繼電器、接觸器與真空電機組相連，對電子槍室、真空室進行抽真空，電子槍室、真空室內部安裝真空計，真空計與所述工控機相連，顯示真空度數值，并可根據所需設定真空度。

所述冷卻系統包括繼電器和冷卻泵電機，所述PLC與所述繼電器相連，所述繼電器與冷卻泵電機相連，對真空室內部電子槍、送絲機構以及打印工件進行冷卻。

所述送絲系統包括伺服驅動器、交流伺服電機和送絲機構，所述運動控制板卡通過所述端子板與伺服驅動器相連，所述伺服驅動器與交流伺服電機相連，所述交流伺服電機與送絲機構相連，實現持續穩定輸送絲材。