[發明專利]一種多軸多材料絲基激光增材制造設備

在審

• 申請號: 202011283752.5
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112404451A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王彤;趙曦;王文澤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B22F10/18
• 分類號: B22F10/18;B22F12/00;B22F12/41;B22F12/37;B22F12/50;B22F10/31;B22F12/70;B22F10/77;B22F7/06;B33Y30/00
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• 代理人: 暫無信息

1.一種多軸多材料絲基激光增材制造設備，其特征在于：包括多絲系統、整體式儲絲筒、可變角度激光器、設備底座；所述的多絲系統包括承托板、分線盒、導向裝置、輔助夾緊輪、輔助夾緊器、分線盒保持架、保護氣體接口；所述的整體式儲絲筒包括儲絲輪、定位彎塊、連接桿；所述的多角度激光器包括激光頭、姿態調整架；所述的設備底座包括外殼、雙自由度系統、搖籃式回轉工作臺、氣體循環接口、成型平臺；所述的雙自由度系統裝在底座上，實現XZ方向成型需求；所述的搖籃式回轉工作臺也在底座安裝，實現Y方向平移與A、B方向旋轉；所述的多絲系統與整體式儲絲筒相連，安裝于雙自由度系統上；所述的設備底座還包括半透明材質外殼，提供激光成形所需的密閉環境。

2.根據權利要求1所述的多軸多材料絲基激光增材制造設備，其特征在于：所述的多絲系統安裝在設備的雙自由系統的橫梁上，承托板上設置有分線盒、導向裝置、輔助夾緊輪、輔助夾緊器，絲材經過導向裝置，被輔助夾緊輪輸送至分線盒中的不同隔倉內，穿過分線盒后即可進入加工區域；保護氣體接口使得保護氣體可以準確進入對應的隔倉內，保證加工的正常進行。

3.根據權利要求1所述的多軸多材料絲基激光增材制造設備，其特征在于：所述的整體式儲絲筒位于分線盒上方，在不同的輥輪上儲存不同的絲材，其上安裝的定位彎塊可以實現儲絲筒的定位，同時將自身重力分擔到橫梁上，并且可以使儲絲筒隨多絲系統沿橫梁移動；連接桿使儲絲筒與多絲系統連為一體，可實現同步移動。

4.根據權利要求1所述的多軸多材料絲基激光增材制造設備，其特征在于：所述的可變角度激光器安裝在多絲系統的承托板上，與多絲系統保持相對靜止，同時激光器的位置和角度可以事先調節，滿足加工區域內絲材和激光光束的不同相對位置的需要。

5.根據權利要求1所述的多軸多材料絲基激光增材制造設備，其特征在于：所述的設備底座即設備的整體機構，包括外殼、雙自由度系統、搖籃式回轉工作臺、氣體循環接口、成型平臺，其中外殼采用半透明材質，配合同樣材質的拉門實現封閉結構，外殼上設有氣體循環接口，可以收集設備倉內的保護氣體，實現循環利用，雙自由度系統和搖籃式回轉工作臺共同實現多軸加工，成型平臺安裝于搖籃式回轉工作臺的臺面上，允許采用不同材質制作，可用作激光成形的基材。

6.根據權利要求1所述的多軸多材料絲基激光增材制造設備，其特征在于：所述的分線盒是一鈑金結構，由兩個艙室組成，兩個艙室完全分隔，兩種絲材從上端進絲口引入后，穿過分線盒艙室，可由下方出絲口依次送入成型區域；每個艙室上端均配有加工介質注入口，可通入適合不同絲材激光加工的加工保護氣體，同時分線盒下部端口保證保護氣體能夠準確送入加工區域，并與絲材同軸輸出，使得加工區域始終處于保護氣體氛圍中。

7.根據權利要求1所述的多軸多材料絲基激光增材制造設備，其特征在于：所述的輔助夾緊輪分為底座和活動輪兩部分，每個底座上的兩個活動輪與絲杠組成差動機構，可相向或相離移動，使兩個夾緊輪夾緊或者放開絲材；每個夾緊輪配有單獨的電機，可在夾緊輪夾緊絲材后，將絲材輸送至分線盒。

8.根據權利要求1所述的多軸多材料絲基激光增材制造設備，其特征在于：所述的輔助夾緊器分為底座和夾緊塊兩部分，每個底座上的兩個夾緊塊與絲杠組成差動機構，可相向或相離移動，使兩個夾緊塊夾緊或者放開絲材，夾緊塊的夾緊部位為一平面，在加緊絲材時不會損傷絲材。

9.根據權利要求1所述的多軸多材料絲基激光增材制造設備，其特征在于：所述的雙自由度系統可使實現成型設備多絲系統的X、Z方向的平移，前述的多絲系統依靠承托板安裝在橫梁絲杠的螺母上，同時為了分擔力矩，立柱上設有與傳動絲杠平行的導向槽，與橫梁上的導向塊配合；同樣的，為分擔橫梁上絲杠螺母的壓力，橫梁上也設置與傳動絲杠平行的導向槽，與絲杠螺母配合；橫梁上方安裝圓柱形導向桿，用以承受儲絲筒重力并為儲絲筒移動提供導向。

10.根據權利要求1所述的多軸多材料絲基激光增材制造設備，其特征在于：所述的搖籃式回轉工作臺安裝在設備底座上，可實現加工區域實現Y方向平移與A、B方向旋轉，實現多軸加工需求；工作臺臺面上開有固定用T形槽，可做激光絲材修補時工件的固定點，也可安裝成型平臺，作為激光絲材制造的基本平面。