CN109909500A - 一种3d打印机械零件的方法 - Google Patents

一种3d打印机械零件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109909500A
CN109909500A CN201711328124.2A CN201711328124A CN109909500A CN 109909500 A CN109909500 A CN 109909500A CN 201711328124 A CN201711328124 A CN 201711328124A CN 109909500 A CN109909500 A CN 109909500A
Authority
CN
China
Prior art keywords
machine components
laser
spherical
print platform
print
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711328124.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王拴绪
王栓林
欧卫婷
薛超
景岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Robotics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Robotics Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Robotics Research Institute Co Ltd filed Critical Nanjing Robotics Research Institute Co Ltd
Priority to CN201711328124.2A priority Critical patent/CN109909500A/zh
Publication of CN109909500A publication Critical patent/CN109909500A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印机械零件的方法。本发明提供的3D打印机械零件的方法，采用球形打印平台，将3D打印机和激光器均设置在球形打印平台的球面上，通过3D打印机读取三维模型，并将转化为多个平面二维打印指令，根据所述平面二维打印指令进行分层切片成依次排列的二维图形层，根据所述二维图形层生成打印头的喷涂路径；所述3D打印机根据所述喷涂路径驱动所述多个喷头进行喷涂金属粉末，形成成型的由金属粉末组成的机械零件，逐层采用激光器用激光将所述金属粉末熔化堆积，形成金属零件。这种方案用于结构复杂的机械零件的制造，并能保证其制造精度。

Description

一种3D打印机械零件的方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印机械零件的方法。
背景技术
目前，3D打印的迅猛发展，已引起社会的广泛关注， 3D打印技术是一种快速成型技术，它以数字模型文件为基础，利用粉末状金属、塑料树脂等材料，采用粘结剂粘合、光固化等方法，通过逐层打印的方式来构造物体。其中，常用的几种打印方法有：通过打印头向铺设的粉末材料层喷射粘合剂粘合成型；对光固化树脂采用UV光照射的光固化成型；对金属粉末的激光烧结；对热塑性粉末的激光烧结或热烧结等。
这些方法通常都需要采用打印头逐层打印实现。首先通过计算机建模软件建模，再将生成的三维模型切片，生成逐层的截面信息，打印机读取文件中的截面信息，用液体状、粉末状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，各层截面间以各种方式粘合起来，形成一个实体。
特别是金属的3D打印，金属3D打印作为整个3D打印体系中最为前沿和最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向，
现有的金属3D打印主要用于结构比较简单的生活用品的制造，对于结构比较复杂、精度要求比较高的机械零件，很难通过3D打印出符合要求的产品。
因此，如何3D打印出结构复杂、精度要求比较高的机械零件，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，提出了一种3D打印机械零件的方法，其可以改善上述现有技术存在的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种3D打印机械零件的方法，包括：将3D打印机设置于球形打印平台上，在球形打印平台均匀分布多个打印头，每个打印头上设有沿球形径向布置的多个喷头，每个喷头可以喷出金属粉末流；获取3D 打印机的特征参数和接收用户的输入指令；输入三维模型，所述3D打印机读取所述三维模型并将其转化为多个平面二维打印指令，根据所述平面二维打印指令进行分层切片成依次排列的二维图形层，根据所述二维图形层生成打印头的喷涂路径；所述3D打印机根据所述喷涂路径驱动所述多个喷头进行喷涂金属粉末，形成成型的由金属粉末组成的机械零件，逐层采用激光器用激光将所述金属粉末熔化堆积，形成金属零件。
优选的方案中，所述将3D打印机设置于球形打印平台上之前，将球形打印平台表面打磨抛光并采用无水乙醇清洗干净，对所述球形打印平台内进行抽真空和充氮气，使得所述球形打印平台的内压强达到预设范围。
优选的方案中，所述球形打印平台的内压强的压强范围为0.2-0.6Mpa。
优选的方案中，所述激光器为二氧化碳激光器。
优选的方案中，所述激光器的功率为3500w，波长为1108nm。
优选的方案中，还包括激光器驱动装置，所述激光器驱动装置驱动激光器沿所述球形打印平台的球面往复移动。
优选的方案中，还包括伺服控制机构，所述伺服控制机构用于驱动球形打印平台绕其中心轴进行旋转。
本发明提供的3D打印机械零件的方法，采用球形打印平台，将3D打印机和激光器均设置在球形打印平台的球面上，通过3D打印机读取三维模型，并将转化为多个平面二维打印指令，根据所述平面二维打印指令进行分层切片成依次排列的二维图形层，根据所述二维图形层生成打印头的喷涂路径；所述3D打印机根据所述喷涂路径驱动所述多个喷头进行喷涂金属粉末，形成成型的由金属粉末组成的机械零件，逐层采用激光器用激光将所述金属粉末熔化堆积，形成金属零件。这种方案可用于结构复杂的机械零件的制造，并能保证其制造精度。
附图说明
图1为本发明一种实施例提供的3D打印机械零件的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
请参考图1，图1为本发明一种实施例提供的3D打印机械零件的方法的流程示意图。
如图1所示，本发明提供的3D打印机械零件的方法，包括以下步骤：将3D打印机设置于球形打印平台上，在球形打印平台均匀分布多个打印头，每个打印头上设有沿球形径向布置的多个喷头，每个喷头可以喷出金属粉末流；获取3D 打印机的特征参数和接收用户的输入指令；输入三维模型，所述3D打印机读取所述三维模型并将其转化为多个平面二维打印指令，根据所述平面二维打印指令进行分层切片成依次排列的二维图形层，根据所述二维图形层生成打印头的喷涂路径；所述3D打印机根据所述喷涂路径驱动所述多个喷头进行喷涂金属粉末，形成成型的由金属粉末组成的机械零件，逐层采用激光器用激光将所述金属粉末熔化堆积，形成金属零件。
本发明提供的3D打印机械零件的方法，采用球形打印平台，将3D打印机和激光器均设置在球形打印平台的球面上，通过3D打印机读取所述三维模型，并将转化为多个平面二维打印指令，根据所述平面二维打印指令进行分层切片成依次排列的二维图形层，根据所述二维图形层生成打印头的喷涂路径；所述3D打印机根据所述喷涂路径驱动所述多个喷头进行喷涂金属粉末，形成成型的由金属粉末组成的机械零件，逐层采用激光器用激光将所述金属粉末熔化堆积，形成金属零件。这种方案用于结构复杂的机械零件的制造，并能保证其制造精度。
优选的方案中，所述将3D打印机设置于球形打印平台上之前，将球形打印平台表面打磨抛光并采用无水乙醇清洗干净，对所述球形打印平台内进行抽真空和充氮气，使得所述球形打印平台的内压强达到预设范围。所述球形打印平台内进行抽真空和充氮气，一方面可以减少空气中氧气对金属粉末进行氧化造成的机械零件出线局部应力集中，而避免机械零件上出现缺口、孔洞、沟槽等缺陷；另一方面由于球形打印平台内的压强较小，可以使得3D喷涂金属粉末时，喷射金属粉末流比较柔和平顺，更容易保证机械零件的精度。
优选的方案中，所述球形打印平台的内压强的压强范围可以为0.2-0.6Mpa。在0.2-0.6Mpa的环境下，3D打印机喷射出来的金属粉末流更加柔和平顺。
优选的方案中，所述激光器可以采用二氧化碳激光器。二氧化碳激光器是一种非常有效率的激光器，激光的功率高、热能转化效果高，相干性好，线宽窄，可以满足机械零件的精度要求
优选的方案中，所述激光器的功率为3500w，波长为1108nm，采用功率为3500w，波长为1108nm的激光器，可以快速产生大量的热，使得金属粉末及时熔化，减少在球形打印平台内局部产生大量的热量，从而影响机械零件的精度。
优选的方案中，还包括激光器驱动装置，所述激光器驱动装置驱动激光器沿所述球形打印平台的球面往复移动。激光器驱动装置可以驱动起光器沿所述球形打印平台的球面往复移动，可以控制激光器对局部的机械零件部位进行加热，可以防止因加热不均匀造成机械零件产生应力集中。
更优的方案中，还包括伺服控制机构，所述伺服控制机构用于驱动球形打印平台绕其中心轴进行旋。可以通过温度传感器检测球形打印平台内各部分的温度，将各部分的温度信号传输给所述伺服控制机构，伺服控制机构驱动球形打印平台旋转，以得到球形打印平台旋转内各部分受热均匀。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种3D打印机械零件的方法，其特征在于，包括：将3D打印机设置于球形打印平台上，在球形打印平台均匀分布多个打印头，每个打印头上设有沿球形径向布置的多个喷头，每个喷头可以喷出金属粉末流；获取3D 打印机的特征参数和接收用户的输入指令；输入三维模型，所述3D打印机读取所述三维模型并将其转化为多个平面二维打印指令，根据所述平面二维打印指令进行分层切片成依次排列的二维图形层，根据所述二维图形层生成打印头的喷涂路径；所述3D打印机根据所述喷涂路径驱动所述多个喷头进行喷涂金属粉末，形成成型的由金属粉末组成的机械零件，逐层采用激光器用激光将所述金属粉末熔化堆积，形成金属零件。
2.根据权利要求1所述的3D打印机械零件的方法，其特征在于，所述将3D打印机设置于球形打印平台上之前，将球形打印平台表面打磨抛光并采用无水乙醇清洗干净，对所述球形打印平台内进行抽真空和充氮气，使得所述球形打印平台的内压强达到预设范围。
3.根据权利要求2所述的3D打印机械零件的方法，其特征在于，所述球形打印平台的内压强的压强范围为0.2-0.6Mpa。
4.根据权利要求1所述的3D打印机械零件的方法，其特征在于，所述激光器为二氧化碳激光器。
5.根据权利要求4所述的3D打印机械零件的方法，其特征在于，所述激光器的功率为3500w，波长为1108nm。
6.根据权利要求5所述的3D打印机械零件的方法，其特征在于，还包括激光器驱动装置，所述激光器驱动装置驱动激光器沿所述球形打印平台的球面往复移动。
7.根据权利要求1所述的3D打印机械零件的方法，其特征在于，还包括伺服控制机构，所述伺服控制机构用于驱动球形打印平台绕其中心轴进行旋转。
CN201711328124.2A 2017-12-13 2017-12-13 一种3d打印机械零件的方法 Pending CN109909500A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711328124.2A CN109909500A (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种3d打印机械零件的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711328124.2A CN109909500A (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种3d打印机械零件的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109909500A true CN109909500A (zh) 2019-06-21

Family

ID=66958745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711328124.2A Pending CN109909500A (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种3d打印机械零件的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109909500A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202082561U (zh) * 2011-06-20 2011-12-21 江西众加利高科技有限公司 激光器多方位调节装置
CN203680808U (zh) * 2013-12-13 2014-07-02 武汉理工大学 一种快速成型三向运动装置
CN103991218A (zh) * 2014-05-20 2014-08-20 西安交通大学 一种极坐标多打印头熔丝成形装置
GB2525400A (en) * 2014-04-22 2015-10-28 Senake Atureliya Products and the apparatus for their manufacture and transportation
CN204736441U (zh) * 2013-12-31 2015-11-04 耐克创新有限合伙公司 3d打印机
CN204773631U (zh) * 2015-07-14 2015-11-18 成都思维智造科技有限公司 一种3d打印机喷头结构
CN105398053A (zh) * 2014-08-26 2016-03-16 泰科电子(上海)有限公司 3d打印系统
CN106466919A (zh) * 2016-10-13 2017-03-01 南京航空航天大学 三维快速打印成型设备及其工作方法
CN106827544A (zh) * 2017-02-12 2017-06-13 冯增瑞 一种fdm式3d打印成品抛光机器人

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202082561U (zh) * 2011-06-20 2011-12-21 江西众加利高科技有限公司 激光器多方位调节装置
CN203680808U (zh) * 2013-12-13 2014-07-02 武汉理工大学 一种快速成型三向运动装置
CN204736441U (zh) * 2013-12-31 2015-11-04 耐克创新有限合伙公司 3d打印机
GB2525400A (en) * 2014-04-22 2015-10-28 Senake Atureliya Products and the apparatus for their manufacture and transportation
CN103991218A (zh) * 2014-05-20 2014-08-20 西安交通大学 一种极坐标多打印头熔丝成形装置
CN105398053A (zh) * 2014-08-26 2016-03-16 泰科电子(上海)有限公司 3d打印系统
CN204773631U (zh) * 2015-07-14 2015-11-18 成都思维智造科技有限公司 一种3d打印机喷头结构
CN106466919A (zh) * 2016-10-13 2017-03-01 南京航空航天大学 三维快速打印成型设备及其工作方法
CN106827544A (zh) * 2017-02-12 2017-06-13 冯增瑞 一种fdm式3d打印成品抛光机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ian Gibson Additive manufacturing technologies 3D printing, rapid prototyping, and direct digital manufacturing
US10137636B2 (en) Three-dimensional modelling and/or manufacturing apparatus, and related processes
Gebhardt et al. Additive manufacturing: 3D printing for prototyping and manufacturing
US6405095B1 (en) Rapid prototyping and tooling system
US10821676B2 (en) Method for 3D printing using fusion deposition modeling with extrusion temperature control
JP2738017B2 (ja) 三次元成形装置
CN104760424B (zh) 一种多功能组装式3d打印装置及方法
JP6478212B2 (ja) 三次元構造物の造形方法及び三次元構造物の造形装置
CN103935035B (zh) 一种光源移动式面成型三维打印成型系统
CN104760278A (zh) 打印头模块
US20150165682A1 (en) Three-dimensional printing apparatus and printing head module
CN104512035A (zh) 一种三维扫描打印机
KR101938233B1 (ko) 컬러 3d 프린터의 출력 헤드
US20170282461A1 (en) Methods of securing an initial layer during additive manufacturing of thermoplastic material
CN104708814A (zh) 立体打印装置
CN203470904U (zh) 一种具有高表面精度的三维打印机
Novakova-Marcincinova et al. Intelligent design of experimental gearbox with rapid prototyping technology support
CN109909500A (zh) 一种3d打印机械零件的方法
US11141988B2 (en) Impermeable unitary structure for routing fluids
CN105291431B (zh) 3d打印与铣削复合装置
KR101940515B1 (ko) 3d 프린터 시스템 및 이를 이용한 3d 출력 방법
JP6533457B2 (ja) 射出成形金型におけるシボ模様転写面の製造方法
CN207954643U (zh) 一种光固化3d打印装置
KR102019367B1 (ko) 삼차원 프린터
CN111923408A (zh) 一种基于凝胶环境的无支撑3d打印系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190621