[發(fā)明專利]沉積銑制一體式雙工位3D打印機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911305154.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN113070472B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙晴堂
• 申請（專利權(quán)）人: 趙晴堂
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115;B23C3/00;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

沉積銑制一體式雙工位3D打印機，包括主控系統(tǒng)、多工位升降式切換滑車、定向能量沉積噴頭、銑制模塊，主控系統(tǒng)主要由打印控制系統(tǒng)和擺動控制系統(tǒng)組成，用于控制雙工位3D打印機的所有工作流程，打印控制系統(tǒng)主要包括打印控制器、運動控制單元、進給控制單元、切換控制單元，擺動控制系統(tǒng)主要包括電弧/等離子體擺動控制單元、送料擺動控制單元。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種3D打印技術(shù)，具體的是沉積銑制一體式雙工位3D打印機。

背景技術(shù)

在使用電弧或者是等離子體為加熱熔融熱源的金屬材料3D打印技術(shù)中存在著很多缺陷和問題包括：

一.由于電弧或者是等離子體的有著能量分布不均、能量不集中、能量供應(yīng)不穩(wěn)定，導(dǎo)致各種復(fù)雜的缺陷包括：

1.能量分布不均、能量不集中、能量供應(yīng)不穩(wěn)定、能量轉(zhuǎn)換過程因素不確定導(dǎo)致的層間熔合不充分；

2.能量分布不均(尖端放電)，導(dǎo)致的成形組織有氣孔；

3.能量分布不均、金屬導(dǎo)熱等因素導(dǎo)致組織內(nèi)應(yīng)力，最終導(dǎo)致成形組織中有層間裂紋；

4.能量分布不均、能量不集中、能量供應(yīng)不穩(wěn)定成形焊道有駝峰問題。

二.特別是使用金屬絲材的3D打印技術(shù)中還存在著由于已經(jīng)熔化金屬液由于表面張力的問題導(dǎo)致的金屬液流淌不均勻，也能造成駝峰和厚度不均勻，導(dǎo)致成形失敗；

三.在成形過程中由于電弧加熱的過程中產(chǎn)生的機械力的問題，導(dǎo)致被熔化金屬液滴的飛濺。

四.成形精度不高，層紋嚴重。

一般的處理辦法是，通過使用多軸數(shù)控系統(tǒng)，在3D成形的過程中通過沿成形路徑規(guī)律的擺動焊槍，模擬手工TIG焊接中的搖把過程，這雖然能解決一部分問題，但是會導(dǎo)致編程困難、運動控制代碼冗長、機械結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜等新的問題。

發(fā)明內(nèi)容

沉積銑制一體式雙工位3D打印機，其特征在于：

一.先對要打印的三維成形物進行模型處理，其處理過程為，將一個三維成形物的成形過程分成兩個形狀相關(guān)但功能不同的兩個部分進行不同原理的成形，所述將一個三維成形物的成形分成兩個形狀相關(guān)但功能不同的兩個部分進行不同原理的成形是指：將一個三維模型分成內(nèi)實體模型和內(nèi)外輪廓模型，內(nèi)實體模型使用熔融沉積噴頭進行增材成形，內(nèi)外輪廓模型使用銑制模塊進行減材成形，熔融沉積噴頭和銑制模塊安裝在一種多工位升降式切換的滑車上；

1.在得到數(shù)字三維模型后將模型再編輯成兩個部分，一個是通過原模型做數(shù)字翻模得到的輪廓模型，另一個是通過原模型復(fù)制得到的內(nèi)實體模型；

2.再將這兩個模型在切片軟件中合成一個模型；

3.插入工位切換代碼設(shè)置所需要的成形頭:輪廓模型使用銑制模塊進行成形，內(nèi)實體模型使用熔融沉積噴頭進行成形；

4.合成模型通過切片得到所需的運動控制代碼。

二.在得到運動控制代碼后將該運動控制代碼導(dǎo)入打印控制系統(tǒng)，所述導(dǎo)入打印控制系統(tǒng)，可以通過移動存儲介質(zhì)進行轉(zhuǎn)移，也可以使用有線或者是無線的方式將運動控制代碼導(dǎo)入打印控制系統(tǒng)，然后開始成形工序。

三.先使用熔融沉積噴頭在打印控制系統(tǒng)和擺動控制系統(tǒng)的控制下在成形臺上或者工件上進行一層或多層內(nèi)實體模型的熔融沉積作業(yè)，然后根據(jù)輪廓模型的數(shù)據(jù)，在打印控制系統(tǒng)的控制下使用銑制模塊沿著已經(jīng)成形好一層或多層的內(nèi)實體邊沿進行一層或多層輪廓的減材成形，如果三維成形物沒有完成制造，則繼續(xù)進行返回內(nèi)實體成形作業(yè)流程，如果三維成形物完成制造，則結(jié)束。

本發(fā)明在進行內(nèi)實體成形時熔融沉積噴頭使用了3D打印熔融沉積控制技術(shù)，所述3D打印熔融沉積控制技術(shù)包括電弧/等離子體控制技術(shù)和擺動送料控制技術(shù)。