[發(fā)明專(zhuān)利]一種多軸多材料絲基激光增材制造設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011283752.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112404451A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彤;趙曦;王文澤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B22F10/18
• 分類(lèi)號(hào): 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(wú)信息

一種多軸多材料絲基激光增材制造設(shè)備，其特征在于：包括多絲系統(tǒng)、整體式儲(chǔ)絲筒、可變角度激光器、設(shè)備底座；所述的多絲系統(tǒng)包括承托板、分線盒、導(dǎo)向裝置、輔助夾緊輪、輔助夾緊器、分線盒保持架、保護(hù)氣體接口；所述的整體式儲(chǔ)絲筒包括儲(chǔ)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(tài)調(diào)整架；所述的設(shè)備底座包括外殼、雙自由度系統(tǒng)、搖籃式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、氣體循環(huán)接口、成型平臺(tái)；以上機(jī)構(gòu)共同組成多軸多材料絲基激光增材制造設(shè)備，該設(shè)備可完成多軸多材料激光增材制造，在系統(tǒng)控制下可實(shí)現(xiàn)絲材材料的自動(dòng)切換。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多軸多材料絲基激光增材制造設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，對(duì)于金屬材料的增材制造，國(guó)內(nèi)外研究主要集中在粉末材料增材制造，絲狀材料增材制造研究較少，絲材增材制造與粉材增材制造相比，有材料利用率高、無(wú)粉塵污染、原料獲取方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于國(guó)內(nèi)外對(duì)絲材增材制造研究較少，因此需要深入研究，絲材增材制造從成型方式上，可分為電弧送絲成型、電子束送絲成型和激光送絲成型等方式，激光送絲成型目前研究較少，實(shí)驗(yàn)表明，激光增材制造下多材料間結(jié)合情況較好，并且在相應(yīng)位置使用不同材料會(huì)整體提高工件強(qiáng)度，但目前激光送絲工藝一般只能使用一種材料進(jìn)行加工，如果要使用多種材料，必須停機(jī)更換材料，難以滿足連續(xù)的多材料梯度加工等需求；另外，目前增材制造一般都是簡(jiǎn)單的三軸加工，對(duì)于增材制造這種“從0到1”的加工方式，三軸加工一般夠用，但面對(duì)以零件修補(bǔ)為目的增材制造工藝時(shí)，絕大部分情況下三軸加工便無(wú)法滿足了；本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種多軸多材料絲基激光增材制造設(shè)備，并相應(yīng)地提出一種多軸多材料絲基激光增材制造工藝，本設(shè)備可完成多材料送絲激光增材堆疊制造或者多材料送絲激光增材修補(bǔ)，整個(gè)工藝流程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)單，極大的降低了相應(yīng)的加工成本。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上文提到的多軸多材料送絲激光增材堆疊制造或者激光增材修補(bǔ)工藝的問(wèn)題，提出了一種多軸多材料絲基激光增材制造設(shè)備，包括多絲系統(tǒng)、整體式儲(chǔ)絲筒、可變角度激光器、設(shè)備底座，該系統(tǒng)借助儲(chǔ)絲筒和分線盒可將兩種絲材分別送入加工區(qū)域，同時(shí)輔助夾緊輪和輔助夾緊器配合完成切換過(guò)程，解決了多材料絲材激光增材制造工藝中不同絲材自動(dòng)切換的問(wèn)題；另一方面，借助回轉(zhuǎn)工作臺(tái)以及成型工具臺(tái)，可以分別實(shí)現(xiàn)絲材激光增材堆疊制造工藝和絲材激光增材修補(bǔ)工藝，提高加工效率，節(jié)約工時(shí)，簡(jiǎn)化工序，降低成本。

一種多軸多材料絲基激光增材制造設(shè)備，其特征在于：包括多絲系統(tǒng)、整體式儲(chǔ)絲筒、可變角度激光器、設(shè)備底座；所述的多絲系統(tǒng)包括承托板、分線盒、導(dǎo)向裝置、輔助夾緊輪、輔助夾緊器、分線盒保持架、保護(hù)氣體接口；所述的整體式儲(chǔ)絲筒包括儲(chǔ)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(tài)調(diào)整架；所述的設(shè)備底座包括外殼、雙自由度系統(tǒng)、搖籃式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、氣體循環(huán)接口、成型平臺(tái)。

所述的設(shè)備底座主要包括外殼和機(jī)架兩部分，依據(jù)權(quán)利要求一中所述，氣體循環(huán)接口安裝在外殼上，外殼采用半透明材質(zhì)，同時(shí)配有半透明材質(zhì)的拉門(mén)，可以實(shí)時(shí)觀測(cè)加工情況，且不會(huì)因強(qiáng)光灼傷人眼；雙自由度系統(tǒng)和搖籃式回轉(zhuǎn)工作臺(tái)位于機(jī)架上，二者配合下可實(shí)現(xiàn)多軸加工；成型平臺(tái)安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的T型槽上并可以隨時(shí)拆卸。

所述的多絲系統(tǒng)安裝在加工設(shè)備雙自由度系統(tǒng)的橫梁上，多絲系統(tǒng)基體是一承托板，承托板安裝在加工設(shè)備雙自由度系統(tǒng)橫梁直線模組的絲杠螺母上，橫梁直線模組下方開(kāi)有導(dǎo)向槽，相應(yīng)的，螺母上有一導(dǎo)向塊，導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽相接觸，可以實(shí)現(xiàn)力的轉(zhuǎn)移，減輕螺母受力；本發(fā)明只考慮兩種材料的多材料激光增材堆疊制造加工，因此承托板最上端為兩個(gè)絲材導(dǎo)向環(huán)，每個(gè)導(dǎo)向環(huán)下方為一導(dǎo)向輪，向下為輔助夾緊輪，加緊輪每?jī)蓚€(gè)活動(dòng)輪為一組，共兩組并列布置，向下為輔助夾緊器，夾緊器中每?jī)蓚€(gè)夾緊塊為一組，共兩組并列布置，每組輔助夾緊輪和輔助夾緊塊的活動(dòng)部分均由各自的差動(dòng)絲杠連接，每個(gè)差動(dòng)絲杠由單獨(dú)的電機(jī)提供動(dòng)力；再向下為分線盒，分線盒被保持架固定在承托板上。