[發明專利]一種增減材復合制造設備

在審

• 申請號: 201910362635.9
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110026776A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 薛飛;周宇飛;盧秉恒;王俊嶺;郭興安
• 申請（專利權）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: B23P23/04
• 分類號: B23P23/04;B23Q11/12;B23Q1/01;B23K9/167;B23K9/173;B22F3/105;B22F3/24;B33Y30/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

本發明涉及一種增減材復合制造設備。該設備中增材和減材過程獨立完成，無需采用加工中心上的刀具切換裝置，將減材刀具和增材成形組件進行切換，大大提升了生產效率。該設備包括加工中心、增材成形組件以及冷卻噴嘴；增材成形組件包括連接板、電機、直線運動線性模組以及能量沉積金屬增材成形裝置；直線運動線性模組固定在加工中心的主軸箱上，直線運動線性模組上滑動連接有連接板；連接板上固定安裝能量沉積金屬增材成形裝置；電機向直線運動線性模組提供動力從而使連接板帶動能量沉積金屬增材成形裝置上下移動；冷卻噴嘴固定在加工中心的主軸箱上，且出風口朝向加工中心的工作臺面。

技術領域

本發明屬于3D打印技術領域，具體涉及一種增減材復合制造設備。

背景技術

增材制造技術是通過材料的有序累加或堆積形成三維實體，因其材料利用率高、可實現復雜零部件的一體化成形等優勢，增材制造技術，尤其金屬增材制造技術已步入了航空航天、核能、海洋工程、汽車工程等領域的工業應用階段。

但是，對于現有的增減材設備來說，還存在以下問題：

1、目前增減材設備的大都采用加工中心上的刀具切換裝置，將減材刀具和增材成形組件進行切換，這種做方法大大降低了生產效率。

2、對減材刀具的冷卻：目前加工基本都是干式銑削，沒有對刀具做冷卻處理，干式加工會影響刀具的使用壽命，增加刀具使用成本；

3、對于工作臺面的冷卻，現有方法是在工作臺面和打印基板支架之間增加隔熱物，但是這種方式無法對打印基板進行溫度調控，冷卻效果較差。

發明內容

為了解決背景技術中的問題，本發明提供了一種增減材復合制造設備，該設備在加工中心的主軸箱上安裝獨立移動的增材成形組件，使得增材和減材過程獨立完成，無需采用加工中心上的刀具切換裝置，將減材刀具和增材成形組件進行切換，大大提升了生產效率，同時，還采用了風冷方式對加工區域進行冷卻，大大減小了加工過程中對刀具損壞。

本發明的具體技術方案是：

本發明設計了一種增減材復合制造設備，包括加工中心、增材成形組件以及冷卻噴嘴；

增材成形組件包括連接板、電機、直線運動線性模組以及能量沉積金屬增材成形裝置；

直線運動線性模組固定在加工中心的主軸箱上，可隨主軸箱一同沿豎直方向運動，直線運動線性模組上滑動連接有連接板；連接板上固定安裝能量沉積金屬增材成形裝置；電機向直線運動線性模組提供動力從而使連接板帶動能量沉積金屬增材成形裝置沿豎直方向上下切換位置；冷卻噴嘴固定在加工中心的主軸箱上，且出風口朝向加工中心的工作臺面。

進一步地，為了使得加工中心的工作臺面的溫控效果更優，該加工中心的工作臺面上還設有水冷板；水冷板安裝在加工中心的工作臺面上，可隨工作臺面一同回轉運動；水冷板上設有一進水口和一出水口；水冷板內設置有流通管道，流通管道一端與進水口連接，另一端與出水口連接，流通管道在水冷板內自邊緣至中心盤繞設置；水冷板上設置有用于固定工件的多個安裝孔；安裝孔均需避開流通管道的位置開設。

進一步地，為了使得散熱性更強，并且利于制作，所述流通管道采用銅管。

進一步地，上述能量沉積金屬增材成形裝置為激光熔覆頭。激光熔覆頭為送粉激光熔覆頭或送絲激光熔覆頭。

進一步地，上述能量沉積金屬增材成形裝置還可以為焊槍。焊槍為冷金屬過渡焊接焊槍(CMT)或熔化極惰性氣體保護焊焊槍(MIG)或非熔化極惰性氣體保護電弧焊焊槍(TIG)。

進一步地，上述加工中心為五軸加工中心，采用龍門結構，并采用搖籃和轉臺組合形式。