[發明專利]3D打印-焊接-冷熱處理復合加工裝置及方法

有效

• 申請號: 201910449891.1
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110153728B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 王善林;耿志杰;胡錦揚;陳玉華;黃永德;柯黎明;張體明
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B23P23/06
• 分類號: B23P23/06;B22F3/105;C22F1/00;C22F1/18;B22F3/24
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張德才

本發明公開了一種3D打印?焊接?冷熱處理復合加工裝置，先進制造技術領域，包括：底座、夾具模塊、夾緊裝置、夾緊驅動裝置、溫控箱、移動夾具、加工裝置和控制器；底座用于設置于地面，夾具模塊在豎直方向上與底座滑動連接，夾具模塊的下端設置在溫控箱內，溫控箱的上端與底座固定連接，夾緊裝置與底座滑動連接，夾緊驅動裝置與夾緊裝置連接，移動夾具固定設置在底座上，加工裝置的固定端固定設置在底座上，用于對工件進行打印、焊接或沖擊，夾緊驅動裝置、溫控箱、移動夾具和加工裝置均與控制器電連接，同時還公開了一種基于該裝置的加工方法，以克服現有技術無法制造精密復雜構件的缺陷，能夠在大型結構件加工要求。

技術領域

本發明涉及先進制造技術領域，特別是涉及3D打印-焊接-冷熱處理復合加工裝置及方法。

背景技術

先進航空航天裝備追求極端輕質化與可靠化的要求，使新型飛機、航天飛行器和發動機越來越多地采用整體制造的結構件，這對制造工藝提出了更高的要求。在材料方面，大幅增加鈦合金、高溫合金和超高強度鋼等高強度合金的用量。通常高強度合金的熱加工和機械加工都很困難，其大型復雜整體結構件和精密復雜構件的制造尤其困難，成為先進航空航天裝備發展的瓶頸之一。

目前一般采用鍛造和鑄造的方式制造高強度合金的大型整體復雜構件，上述方式生產的材料晶粒組織粗大、且容易產生成分偏析和缺陷，當生產大型復雜整體結構件時，上述缺陷更加明顯，而且采用上述制造方式很難制造出精密復雜構件。

發明內容

本發明的目的是提供3D打印-焊接-冷熱處理復合加工裝置及方法，以解決上述現有技術存在的問題，能夠使3D打印或焊接與熱處理同時進行，以改善結構件組織，并滿足大型結構件的成型要求。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種3D打印-焊接-冷熱處理復合加工裝置，包括底座、夾具模塊、夾緊裝置、夾緊驅動裝置、溫控箱、移動夾具、加工裝置和控制器；所述底座用于固定設置于地面，所述夾具模塊在豎直方向上穿過所述底座并與所述底座滑動連接，所述夾具模塊上端受壓后能夠自由下滑，所述夾具模塊的下端設置在所述溫控箱內，所述溫控箱的上端與所述底座固定連接，所述溫控箱用于對工件進行熱處理，所述夾緊裝置與所述底座滑動連接，且所述夾緊裝置位于所述夾具模塊的兩側，所述夾緊驅動裝置與所述夾緊裝置連接，用于驅動所述夾緊裝置夾緊或放開所述夾具模塊，所述移動夾具的固定端固定設置在所述底座上，所述移動夾具的夾取端用于夾取工件，并將工件移動到所述夾具模塊上的指定位置，所述加工裝置的固定端固定設置在所述底座上，所述加工裝置的加工端用于對所述指定位置上的工件進行打印、焊接或沖擊，所述夾緊驅動裝置、所述溫控箱、所述移動夾具和所述加工裝置均與所述控制器電連接。

優選的，所述夾具模塊包括并列設置的若干個支撐單元，且任意相鄰的所述支撐單元之間以及所述支撐單元與所述底座之間均滑動連接。

優選的，所述支撐單元為六棱柱支撐單元。

優選的，所述支撐單元為彈性支撐單元。

優選的，所述夾緊裝置包括夾緊塊和推桿，所述夾緊塊水平滑動連接于所述底座的兩側，所述推桿的一端與所述夾緊塊固定連接，所述夾緊塊用于與所述夾具模塊接觸，所述推桿的另一端與所述夾緊驅動裝置的輸出端固定連接。

優選的，所述底座上與所述夾緊裝置對應的兩個側壁上開設有貫通槽，兩側的所述夾緊塊分別從兩側的所述貫通槽穿過以夾緊所述夾具模塊。

優選的，所述夾緊塊的數量為兩個，兩個所述夾緊塊分別與所述底座的兩側滑動連接；所述推桿的數量為4個，每個所述夾緊塊的兩側分別設置有一個所述推桿。