CN105328907A - 一种fdm三维打印加工一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种FDM三维打印加工一体机,包括龙门框架、挤出机构、行走轨道、储料仓、电主轴;龙门框架的内围铺设有行走轨道,且与龙门框架的内围互不相接;行走轨道上移动设置有转运小车;龙门框架包括X/Y轴移动定位机构和Z轴移动定位机构;X/Y轴移动定位机构侧面上端设置有侧位加料机构;X/Y轴移动定位机构设有X/Y平面移动机构;X/Y平面移动机构底端垂直设置有打印平台;X/Y平面移动机构上设置有滑座;滑座上设置有挤出机构;储料仓固定设置在滑座或挤出机构上;电主轴固定设置在滑座或挤出机构上。本发明的有益效果是:降低了设备的资金投入,提高了生产效率,有效降低了FDM三维打印工业应用的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用在铸造模具内的打印加工设备,具体的涉及一种FDM三维打印加工一体机,属于工业机械铸造类领域。
背景技术
在铸造模具领域使用FDM三维打印机打印模型可以缩短设计变更时间,并直接用于产品认证测试、以及应用于同步开发夹具、检具,能达到缩短产品开发周期约40%-50%。传统的打印技术因打印尺寸限制、组芯工艺等因素,未经后处理的工件也许需要进行二次加工处理,例如装配螺丝、钻孔拋光等,造成FDM三维打印产品二次转序,大大增加了打印产品的时间及成本。
为此,如何提供一种高效的FDM三维打印加工一体机,是本发明研究的目的所在。
发明内容
为克服现有技术的不足之处,本发明提供一种FDM三维打印加工一体机,能同时实现3D打印、数控加工的功能,大大降低了设备的资金投入,极大的提高了生产效率,符合现在复合式机床的发展方向。
为解决现有技术的问题,本发明采用的技术方案是:
一种FDM三维打印加工一体机,包括龙门框架、挤出机构、打印平台、转运小车、行走轨道、储料仓、侧位加料机构、电主轴;所述的龙门框架的内围铺设有行走轨道,且与龙门框架的内围互不相接;所述的行走轨道上移动设置有转运小车;所述的龙门框架包括X/Y轴移动定位机构和Z轴移动定位机构,所述的Z轴移动定位机构包括Z轴移动组件和Z轴驱动组件,所述的Z轴移动组件为导轨丝杠,所述Z轴驱动组件为伺服电机;所述的X/Y轴移动定位机构侧面上端设置有侧位加料机构;所述的侧位加料机构包括料仓、上料泵、料位检测机构和气动蝶阀;所述的X/Y轴移动定位机构设有X/Y平面移动机构;所述的X/Y平面移动机构底端垂直设置有打印平台;所述的X/Y平面移动机构上设置有滑座;所述的滑座上设置有挤出机构;所述的储料仓固定设置在滑座或挤出机构上;所述的电主轴固定设置在滑座或挤出机构上;所述的电主轴包括W轴移动定位机构;所述的W轴移动定位机构为气缸及导轨。
进一步的,所述的X/Y平面移动机构包括X轴移动组件、Y轴移动组件和X/Y轴驱动组件;所述的X轴移动组件和Y轴移动组件为导轨、齿轮齿条传动或导轨、丝杠传动;所述的X/Y轴驱动组件为伺服电机。
进一步的,所述的挤出机构包括挤出驱动机构、挤出装置、挤出加热机构、冷却机构;所述的驱动机构包括伺服电机、减速机;所述的挤出装置包括出螺杆、挤出喷嘴和加热器;所述的冷却机构包括水冷管。
进一步的,所述的打印平台设置有定位卡紧机构;所述的定位卡紧机构作用在Z轴移动定位机构和转运小车上。
进一步的,所述的打印平台上平面的内表面设置有加热器;所述的加热器设置方式是粘接、焊接或者卡接;所述打印平台下平面于支撑台接触的两端设有绝热板。
进一步的,所述的行走轨道通过V轴移动定位机构在V轴方向上移动定位;所述的V轴移动定位机构包括V轴移动组件、V轴驱动组件;所述的V轴移动组件为辊道、齿轮齿条;所述的V轴驱动组件为伺服电机。
进一步的,所述的储料仓包括振动下料机构和料位计。
进一步的,所述的一体机利用电控机构控制;所述的电控机构为数控系统。
同时,本发明提供了一种利用上述FDM三维打印加工一体机进行加工的方法,包括以下步骤:
1.将要打印的三维模型导入切片软件,生产模型打印代码,并提前导入系统;
2.将打印平台3放置到转运小车4上,定位卡紧机构卡紧,打印平台3与转运小车4通过数控系统由V轴移动定位机构驱动至打印区域下方;
3.松开定位卡紧机构Ⅰ,卡紧定位卡紧机构Ⅱ,启动Z轴移动定位机构12,通过数控系统由Z轴移动定位机构12驱动打印平台3至打印区;
4.启动加热器加热打印平台3;
5.启动挤出机构2加热;
6.运行模型打印代码,进行产品;打印完成后,关闭打印平台3及挤出机构2的加热器;
7.启动W轴,将电主轴8放置加工区域,编辑运行加工程序对打印产品进行加工;
8.完成加工后,退回电主轴8,降下并退回打印平台3,取出打印完成并加工完成的工件。
本发明的有益效果是:降低了设备的资金投入,提高了生产效率,有效降低了FDM三维打印工业应用的成本。
附图说明
图1为本发明的装置示意图。
图2为本发明装置的俯视图。
其中:龙门框架1、挤出机构2、打印平台3、转运小车4、小车行走轨道5、储料仓6、侧位加料机构7、电主轴8、X/Y轴移动定位机构9、X/Y平面移动机构10、滑座11、Z轴移动定位机构12。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
下面结合附图1-2对本发明做进一步分析。
如附图1所示,本发明的FDM三维打印加工一体机,包括龙门框架1、挤出机构2、打印平台3、转运小车4、小车行走轨道5、储料仓6、侧位加料机构7、电主轴8;所述的龙门框架的内围铺设有行走轨道,且与龙门框架的内围互不相接;所述的行走轨道上移动设置有转运小车;所述的龙门框架包括X/Y轴移动定位机构和Z轴移动定位机构,所述的Z轴移动定位机构包括Z轴移动组件和Z轴驱动组件,所述的Z轴移动组件为导轨丝杠,所述Z轴驱动组件为伺服电机;所述的X/Y轴移动定位机构侧面上端设置有侧位加料机构;所述的侧位加料机构包括料仓、上料泵、料位检测机构和气动蝶阀;所述的X/Y轴移动定位机构设有X/Y平面移动机构;所述的X/Y平面移动机构底端垂直设置有打印平台;所述的X/Y平面移动机构上设置有滑座;所述的滑座上设置有挤出机构;所述的储料仓固定设置在滑座或挤出机构上;所述的电主轴固定设置在滑座或挤出机构上;所述的电主轴包括W轴移动定位机构;所述的W轴移动定位机构为气缸及导轨。
其中,龙门框架1通过地脚螺栓固定在地面上,包括X、Y两个轴的移动定位机构及Z轴移动定位机构12;挤出机构2设置在滑座11上,滑座11设置在X/Y平面移动机构10上。挤出机构2通过滑座11在X/Y轴方向上移动定位。
X/Y平面移动机构10包括X轴移动组件、Y轴移动组件,X/Y轴驱动组件。移动组件可以是导轨、齿轮齿条传动或导轨、丝杠传动。驱动组件为伺服电机。
挤出机构2包括挤出驱动机构、挤出装置、挤出加热机构、冷却机构。挤出驱动机构包括伺服电机、减速机,挤出装置包括挤出螺杆、挤出喷嘴、加热器。冷却机构包括水冷管。
打印平台3分别设置有与Z轴移动定位机构12定位卡紧机构Ⅰ和与转运小车4定位卡紧机构Ⅱ。若定位卡紧机构Ⅱ卡紧,定位卡紧机构松开Ⅰ,打印平台3可在Z轴方向上移动定位;若定位卡紧机构Ⅰ松开定位卡紧机构Ⅱ卡紧,打印平台3可通过转运小车4在V轴方向上移动定位。打印平台3与Z轴及转运小车4的定位卡紧互不干涉。
打印平台3内部设有加热器,加热器置于打印平台3上平面的内表面上,加热器可以是粘接、焊接或者卡接于打印平台3上平面的内表面上;打印平台3下平面于支撑台接触的两端设有绝热板;
Z轴移动定位机构12包括Z轴移动组件、Z轴驱动组件。移动组件为导轨丝杠,驱动组件为伺服电机。
如图2所示,行走轨道5放置在地面上,包括V轴移动定位机构;转运小车4放置在行走轨道5上,通过V轴移动定位机构在V轴方向上移动定位。转运小车4放置在小车行走轨道5上,包括与打印平台3嵌合的定位装置、V轴移动定位机构。
V轴移动定位机构包括V轴移动组件、V轴驱动组件。V轴移动组件为辊道、齿轮齿条,V轴驱动组件为伺服电机。其中齿轮、伺服电机安装在转运小车4上,辊道、齿条安装在行走轨道5上。
电主轴8设置在滑座11或挤出机构2上,包括W轴移动定位机构。
W轴移动定位机构为气缸及导轨。电主轴8通过W轴移动定位机构在W轴方向上移动定位。
储料仓6设置在滑座11或挤出机构2上,包括储料仓6、振动下料机构、料位计。侧位加料机构7固定在地面上,包括料仓、上料泵、料位检测机构、气动蝶阀。
本发明所述的一体机利用电控机构控制;电控机构为数控系统,
控制X/Y、Z、V、W的运动。
本发明的装置在实际运行过程中,如下述步骤:
第一步,将要打印的三维模型导入切片软件,生产模型打印代码,并提前导入系统;
第二步,将打印平台3放置到转运小车4上,定位卡紧机构卡紧。打印平台3与转运小车4通过数控系统由V轴移动定位机构驱动至打印区域下方;
第三步,松开定位卡紧机构Ⅰ,卡紧定位卡紧机构Ⅱ,启动Z轴移动定位机构12。通过数控系统由Z轴移动定位机构12驱动打印平台3至打印区;
第四步,启动加热器加热打印平台3;
第五步,启动挤出机构2加热;
第六步,运行模型打印代码,进行产品;打印完成后,关闭打印平台3及挤出机构2的加热器;
第七步,启动W轴,将电主轴8放置加工区域,编辑运行加工程序对打印产品进行加工。(电主轴8初始位置高于挤出喷嘴)
第八步,完成加工后,退回电主轴8。降下并退回打印平台3,取出打印完成并加工完成的工件。
本发明所述的一种FDM三维打印加工一体机,在打印过程中储料仓6料位计检测缺料时,打印程序中断,滑座11(包括挤出机构2、储料仓6)移至侧位加料处进行加料,完成加料后返回继续打印。
本发明采用的是数控加工机床与3D打印相结合的方式,同一台设备即可进行FDM三维打印,又可进行数控加工。避免了FDM三维打印产品二次加工转序的问题,大大降低了设备的资金投入,极大的提高了生产效率,有效降低的FDM三维打印工业应用的成本,进一步推动了FDM三维打印技术在铸造模具领域的应用。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (9)
1.一种FDM三维打印加工一体机,其特征在于:包括龙门框架、挤出机构、打印平台、转运小车、行走轨道、储料仓、侧位加料机构、电主轴;所述的龙门框架的内围铺设有行走轨道,且与龙门框架的内围互不相接;所述的行走轨道上移动设置有转运小车;所述的龙门框架包括X/Y轴移动定位机构和Z轴移动定位机构,所述的Z轴移动定位机构包括Z轴移动组件和Z轴驱动组件,所述的Z轴移动组件为导轨丝杠,所述Z轴驱动组件为伺服电机;所述的X/Y轴移动定位机构侧面上端设置有侧位加料机构;所述的侧位加料机构包括料仓、上料泵、料位检测机构和气动蝶阀;所述的X/Y轴移动定位机构设有X/Y平面移动机构;所述的X/Y平面移动机构底端垂直设置有打印平台;所述的X/Y平面移动机构上设置有滑座;所述的滑座上设置有挤出机构;所述的储料仓固定设置在滑座或挤出机构上;所述的电主轴固定设置在滑座或挤出机构上;所述的电主轴包括W轴移动定位机构;所述的W轴移动定位机构为气缸及导轨。
2.根据权利要求1所述的一种FDM三维打印加工一体机,其特征在于:所述的X/Y平面移动机构包括X轴移动组件、Y轴移动组件和X/Y轴驱动组件;所述的X轴移动组件和Y轴移动组件为导轨、齿轮齿条传动或导轨、丝杠传动;所述的X/Y轴驱动组件为伺服电机。
3.根据权利要求1所述的一种FDM三维打印加工一体机,其特征在于:所述的挤出机构包括挤出驱动机构、挤出装置、挤出加热机构、冷却机构;所述的驱动机构包括伺服电机、减速机;所述的挤出装置包括出螺杆、挤出喷嘴和加热器;所述的冷却机构包括水冷管。
4.根据权利要求1所述的一种FDM三维打印加工一体机,其特征在于:所述的打印平台设置有定位卡紧机构;所述的定位卡紧机构作用在Z轴移动定位机构和转运小车上。
5.根据权利要求1所述的一种FDM三维打印加工一体机,其特征在于:所述的打印平台上平面的内表面设置有加热器;所述的加热器设置方式是粘接、焊接或者卡接;所述打印平台下平面于支撑台接触的两端设有绝热板。
6.根据权利要求1所述的一种FDM三维打印加工一体机,其特征在于:所述的行走轨道通过V轴移动定位机构在V轴方向上移动定位;所述的V轴移动定位机构包括V轴移动组件、V轴驱动组件;所述的V轴移动组件为辊道、齿轮齿条;所述的V轴驱动组件为伺服电机。
7.根据权利要求1所述的一种FDM三维打印加工一体机,其特征在于:所述的储料仓包括振动下料机构和料位计。
8.根据权利要求1所述的一种FDM三维打印加工一体机,其特征在于:所述的一体机利用电控机构控制;所述的电控机构为数控系统。
9.利用一种FDM三维打印加工一体机进行加工的方法,包括以下步骤:
(1)将要打印的三维模型导入切片软件,生产模型打印代码,并提前导入系统;
(2)将打印平台放置到转运小车上,定位卡紧机构卡紧,打印平台与转运小车通过数控系统由V轴移动定位机构驱动至打印区域下方;
(3)松开定位卡紧机构Ⅰ,卡紧定位卡紧机构Ⅱ,启动Z轴移动定位机构,通过数控系统由Z轴移动定位机构驱动打印平台至打印区;
(4)启动加热器加热打印平台;
(5)启动挤出机构加热;
(6)运行模型打印代码,进行产品;打印完成后,关闭打印平台及挤出机构的加热器;
(7)启动W轴,将电主轴放置加工区域,编辑运行加工程序对打印产品进行加工;
(8)完成加工后,退回电主轴,降下并退回打印平台,取出打印完成并加工完成的工件。
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