[發明專利]一種基于DLP和FDM的復合多材料增材制造裝置及方法

有效

• 申請號: 202110429259.8
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113290846B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 沈理達;吳海東;劉富璽;楊鈺隆;張寒旭;謝德巧;趙劍峰
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/135;B29C64/20;B29C64/245;B29C64/236;B29C64/209;B29C64/214;B29C64/264;B29C64/321;B29C64/386;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于DLP和FDM的復合多材料增材制造裝置，其特征在于，包括上層的DLP光機面曝光部分、中層的FDM二維移動可轉換打印噴頭系統和下層的可升降移動打印平臺系統，三層之間通過機械部件連接呈上中下階梯配置；

上層的DLP光機面曝光部分包括：曝光裝置電機(21)通過曝光裝置電機座(16)固定在側支板(25)上，齒形連接板固定在運動連接板上并運用齒形壓板(17)通過皮帶利用曝光裝置電機(21)進行傳動，運動連接板與兩塊光機平臺連接筋(22)相連接，光機平臺連接筋(22)與滑塊連接板(18)和光機平臺(23)相連接，滑塊連接板(18)與滑塊相連接，滑塊與安裝在側支板的導軌(19)相配合，實現平臺的縱向移動，面曝光系統(6)安裝在光機平臺(23)上，隨光機平臺（23）與光機平臺連接筋（22）共同運動；面曝光系統（6）采用DLP紫外數字投影技術，選擇性的將面光源投射在下置層固化成形；

中層的FDM二維移動可轉換打印噴頭系統包括：頂框（12）通過四根立柱支架（15）固定在底板邊框（33）上，確保一定的剛度，為FDM打印裝置x和y方向運動提供動力的x向電機（14）和y向電機（44）通過電機座（13）與頂框（12）相連接，同時在頂框（12）上安裝x向導軌（20）并配備相應的x向滑塊（10），y向導軌（36）設置在x向滑塊（10）的連接板上，y向導軌（36）配備相應的y向滑塊（37），FDM二維移動可轉換打印噴頭安裝于y向滑塊（37）上，實現FDM二維打印噴頭在水平方向的二維運動；所述FDM二維移動可轉換打印噴頭包括：噴頭轉換器（39）、可拆卸噴頭（41）；噴頭轉換器（39）安裝在與y向滑塊（37）相連接的直角板（38）上，多個可拆卸噴頭（41）均勻地分布安裝在噴頭轉換器（39）上，每一個噴頭轉換到加工位置時均可以正對打印平臺中的成型基板

下層的可升降移動打印平臺系統包括：為可升降打印平臺運動提供動力的升降平臺電機（24）通過升降平臺電機座（26）與側支板（25）相連接，滾珠絲杠傳動裝置（7）與升降平臺電機（24）形成運動關系，帶動打印平臺實現縱向運動。

2.根據權利要求1所述的基于DLP和FDM的復合多材料增材制造裝置，其特征在于，面曝光系統（6）包括：光機固定板（1）、光機水平調節板（2）、光機（3）、光機縱向調節板（4）、光機安裝固定底座（5）；光機（3）固定安裝在光機固定板（1）上，光機固定板（1）安裝于光機水平調節板（2）上，光機水平調節板（2）安裝于光機縱向調節板（4）側面，光機縱向調節板（4）底部安裝于光機安裝固定底座（5）的上表面。

3.根據權利要求1所述的基于DLP和FDM的復合多材料增材制造裝置，其特征在于，所述打印平臺包括：滾珠絲杠傳動裝置（7）、絲杠螺母連接塊（8）、運動連接板（9）、成型基板拉桿a（27）、成型基板拉桿b（29）、成型基板（28）；成型基板（28）通過成型基板拉桿a（27）和成型基板拉桿b（29）接到運動連接板（9）上，運動連接板（9）通過絲杠螺母連接塊（8）與滾珠絲杠傳動裝置（7）相連接，升降平臺電機（24）帶動滾珠絲杠傳動裝置（7）運動，從而使運動進行傳遞最終實現成型基板（28）的縱向移動，絲杠螺母連接塊（8）與運動連接板（9）固定連接，運動連接板（9）、成型基板拉桿a（27）以及成型基板拉桿b（29）依次形成固定連接，成型基板（28）與成型基板拉桿b（29）通過螺栓形成固定連接，通過調整螺栓的旋緊程度來對成型基板（28）進行水平方向的調平，保證打印樣品的精度。

4.根據權利要求1或3所述的基于DLP和FDM的復合多材料增材制造裝置，其特征在于，下層的可升降移動打印平臺系統包括：刮刀（42）安裝在刮刀固定板上，刮刀固定板安裝于帶有滑塊的刮刀導軌（43）上，為刮刀提供動力的刮刀電機（34）通過皮帶傳動帶動刮刀（42）運動；材料液槽（30）是通過三根長螺栓固定在下方的料槽基臺（32）上的，通過調節三根螺栓的旋緊程度為材料液槽進行水平方向調平，材料液槽（30）上表面應略高于成型基板（28）上表面，保證刮刀（42）可以順利將液槽中的材料刮至成型基板（28）上從而進行光固化處理，料槽基臺（32）通過四根料槽基臺立柱（31）安裝在底板邊框（33）上保證整體穩定性。