CN114102793A - 陶瓷增减材复合制造装备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例属于陶瓷精密加工制造技术领域，具体涉及一种陶瓷增减材复合制造装备。本公开实施例旨在解决相关技术中浆料在固化时体积会发生变化，容易导致工件的尺寸精度不足的问题。本公开实施例的陶瓷增减材复合制造装备包括工作台、支撑架、打印头、打印台以及精加工设备，打印台通过第一移动机构设置在工作台的台面上，支撑架与工作台连接，且支撑架通过第二移动机构安装打印头，通过第三移动机构安装精加工设备；打印头将陶瓷材料按照预设量和预设位置涂布在打印台上，再通过固化光源进行固化后，移动至精加工设备进行精修，使得每次固化后的陶瓷材料都能被精修，提高工件精度。

Description

陶瓷增减材复合制造装备

技术领域

本公开的实施例涉及陶瓷精密加工制造技术领域，尤其涉及一种陶瓷增减材复合制造装备。

背景技术

陶瓷材料具有强度高、耐高温、耐腐蚀、绝缘性好、生物相容性好等特点，在机械制造、生物医疗、电力电子、航空航天等领域都有广泛的应用前景，但在应用时通常需要制造大尺寸、高精度的陶瓷器件。

相关技术中，制造陶瓷器件的方法包括粉末干压方法，需要先制造模具，再将粉末设于磨具中压合成型，难以制造大尺寸、复杂形状的陶瓷器件，且难以满足个性化快速制造陶瓷器件的生产需求。针对上述问题，相关技术中还提出了陶瓷增材制造技术，结合3D打印技术，利用“离散-叠加”成型的原理，通过数字化三维设计和计算机辅助制造等技术，使用粉末、浆料或线材等作为原材料，先在二维平面内成形，再在高度方向上层层叠加，最终制造出具有复杂三维结构的工件。陶瓷增材制造过程无需使用模具，可以直接实现陶瓷材料的快速成型，生产效率高，且能够制造具有封闭内腔、薄壁结构、多孔结构等常规工艺所无法实现的工件。

其中，通过陶瓷增材制造技术制造陶瓷器件的装置包括：机架、固化光源、机座以及移动设备，固化光源和移动设备设置在机架上，移动设备上设置有打印头。工作时，移动设备带动打印头移动，以将陶瓷浆料以一定的形状铺设在机座上，之后固化光源照射机座上的陶瓷浆料，以使其固化；在此之后，重复进行上述过程，以在机座上打印出具有特定形状的工件。然而，陶瓷浆料在固化时体积会发生变化，容易导致工件的尺寸精度不足。

发明内容

本公开的实施例提供一种陶瓷增减材复合制造装备，用以解决3D打印得到的工件尺寸精度不足的问题。

一方面，本公开的实施例提供一种陶瓷增减材复合制造装备，包括：工作台、支撑架、打印头、打印台以及精加工设备；所述工作台具有台面，所述打印台设置在所述台面上，所述打印台和所述工作台之间通过第一移动机构连接；所述支撑架与所述工作台连接，所述支撑架向远离所述台面的方向延伸，所述打印头和所述支撑架之间通过第二移动机构连接，所述第二移动机构用于驱动所述打印头在垂直于所述台面的预设平面内移动，所述第一移动机构用于驱动所述打印台沿垂直所述预设平面的方向移动；所述打印头用于向所述打印台上涂布打印材料；所述支撑架上设置有固化光源，所述固化光源用于产生照射在所述打印台上的固化光线，以使所述打印台上的打印材料固化；所述精加工设备与所述支撑架之间通过第三移动机构连接，所述第三移动机构用于驱动所述精加工设备在垂直于所述台面的平面内移动，所述精加工设备用于对所述打印台上每次固化的打印材料进行精修。

通过上述设置，使得每次固化后的打印材料都能被精修，解决浆料在固化时体积发生变化，导致工件尺寸精度不足的问题。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述精加工设备包括铣削装置，所述第三移动机构包括第一水平移动机构和第一竖直移动机构，所述第一水平移动机构与所述支撑架和所述第一竖直移动机构连接，所述铣削装置设置在所述第一竖直移动机构上，所述第一水平移动机构用于驱动所述第一竖直移动和所述铣削装置沿平行于所述台面的第一方向移动，所述第一竖直移动机构用于驱动所述铣削装置沿垂直于所述台面的第二方向移动。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述打印台包括底座、载物台以及第一转动装置；所述底座通过所述第一移动机构与所述工作台连接，所述载物台通过所述第一转动装置与所述底座连接，所述载物台用于承接打印材料；在所述精加工设备对所述打印材料进行精修时，所述第一转动装置用于驱动所述载物台绕垂直于所述台面的第一轴线转动。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述底座包括座架以及与所述台面平行设置的座板；所述座板通过所述第一移动机构与所述工作台连接，所述座架通过第一转动装置与所述载物台连接，所述座板和所述座架之间通过第二转动装置连接，所述第二转动装置用于在精加工设备对所述打印材料进行精修时，驱动所述座架绕平行于所述台面的第二轴线转动。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述座板具有向远离所述台面方向延伸的连接耳，所述连接耳上设置有中心线与所述第二轴线共线的轴孔，所述座架上设置转轴，所述转轴可转动的穿设在所述轴孔内；所述第二转动装置与所述转轴传动连接。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述第一水平移动机构包括：第一水平移动杆主体；所述第一水平移动杆主体与所述支撑架连接，所述第一水平移动杆主体上设有第一水平滑轨，且所述第一水平滑轨与所述第一方向平行，所述第一竖直移动机构与所述第一水平滑轨滑动连接，沿所述第一水平滑轨移动。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述第一竖直移动机构包括：第一竖直移动杆主体；所述第一竖直移动杆主体朝向所述第一水平移动机构的一端连接有第一连接组件，所述第一连接组件与所述第一水平滑轨滑动连接；所述第一竖直移动杆主体上设有第一竖直滑轨，且所述第一竖直滑轨与所述第二方向平行，所述铣削装置通过第二连接组件与所述第一竖直滑轨滑动连接，沿所述第一竖直滑轨移动。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述第二移动机构包括第二水平移动机构和第二竖直移动机构，所述第二水平移动机构与所述支撑架和所述第二竖直移动机构连接，所述打印头设置在所述第二竖直移动机构上，所述第二水平移动机构用于驱动所述第二竖直移动和所述打印头沿平行于所述台面的第一方向移动，所述第二竖直移动机构用于驱动所述打印头沿垂直于所述台面的第二方向移动。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述第二水平移动机构包括：第二水平移动杆主体；所述第二水平移动杆主体与所述支撑架连接，所述第二水平移动杆主体上设有第二水平滑轨，且所述第二水平滑轨与所述第一方向平行，所述第二竖直移动机构与所述第二水平滑轨滑动连接，沿所述第二水平滑轨移动。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，所述第二竖直移动机构包括：第二竖直移动杆主体；所述第二竖直移动杆主体朝向所述第二水平移动机构的一端连接有第四连接组件，所述第四连接组件与所述第二水平滑轨滑动连接；所述第二竖直移动杆主体上设有第二竖直滑轨，且所述第二竖直滑轨与所述第二方向平行，所述打印头通过第三连接组件与所述第二竖直滑轨滑动连接，沿所述第二竖直滑轨移动。

本公开的实施例提供的陶瓷增减材复合制造装备，通过可移动的打印头将打印材料按照预设量和预设位置涂布在打印台上，再通过固化光源固化，并将固化后的打印材料移动至精加工设备进行精修，使得每次固化后的打印材料都能被精修，解决浆料在固化时体积发生变化，导致工件尺寸精度不足的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本公开实施例提供的陶瓷增减材复合制造装备的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的精加工设备的结构示意图。

附图标记说明：

1：工作台；

2：支撑架；

3：打印头；

4：打印台；

5：精加工设备；

6：滑轨；

7：第二移动机构；

8：固化光源；

9：第三移动机构；

10：滑动轮；

11：台面；

41：底座；

42：第一转动装置；

71：第二水平移动机构；

72：第二竖直移动机构；

91：第一水平移动机构；

92：第一竖直移动机构；

411：座架；

412：座板；

711：第二水平移动杆主体；

712：第二水平滑轨；

713：第四连接组件；

721：第二竖直移动杆主体；

722：第二竖直滑轨；

723：第三连接组件；

911：第一水平移动杆主体；

912：第一水平滑轨；

913：第二连接组件；

921：第一竖直移动杆主体；

922：第一竖直滑轨；

923：第一连接组件；

4111：转动孔；

4112：连接板；

4113：水平座架板；

4121：连接耳：

4122：轴孔；

4123：底板。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

相关技术中的陶瓷增材制造包括陶瓷立体光固化成型3D打印，打印原材料为液态陶瓷浆料，打印时需要先将液态陶瓷浆料装满整个原料槽，再在液态陶瓷浆料表面铺设模型底板(打印后的三维固体工件将粘附在模型底板上)，将模型底板下沉至液态陶瓷浆料的液面以下，且位于模型底板之上的液面只有很薄的一层。之后采用激光器打出点状光斑，由振镜对点状光斑进行反射，以控制点状光斑照射在液态陶瓷浆料表面，液态陶瓷浆料表面被激光照射的位置，会吸收光能固化成固态，之后振镜控制点状光斑在液态陶瓷浆料表面按“由点到线，由线到面”的方式进行图案的扫描，以绘制图案，完成一层的固化，固化后的一层物质将粘附在模型底板上。获得一层固化物质后将模型底板继续下沉，且向下移动一个层高的距离，此时已经固化的部分也将下沉至陶瓷浆料中，其上方继续被液态陶瓷浆料所覆盖(同样使得位于模型底板之上的液面只有很薄的一层)，采用点状光斑继续扫描液态陶瓷浆料表面，固化新的一层，循环操作，最终得到三维模型。

上述技术中每一层的固化都是在液面表面进行，开始前，必须将液态浆陶瓷料装满整个原料槽，打印单件大尺寸薄壁模型时，需要准备一个很大的料槽加满陶瓷浆料，陶瓷原料利用率低下。被打印的工件需要长时间被浸泡于液态陶瓷浆料中，液态陶瓷浆料与固化后的工件长期相互作用，会降低成品的成型精度。而且上述技术中工件的成型尺寸和成型精度均依赖于光源，激光器发出点光源，振镜控制点光源移动，照射至液体表面发生固化；但在打印单件大尺寸陶瓷器件时，通过振镜控制点光源移动进行固化的加工工艺效率非常低。

同时，液态陶瓷浆料在固化过程中由于物态性质的改变将会产生尺寸误差，例如：液态陶瓷流体成分非均匀不可控、表面张力变化、固化产生应力等诸多复杂因素，使得每次按照相同程序、相同体积打印的液态陶瓷浆料，固化完成得到的尺寸都不一样，工件的尺寸精度不足。

本公开实施例提供的一种陶瓷增减材复合制造装备，是将3D打印和工件精加工设备相结合，每完成一层固化之后，都能通过精加工设备对陶瓷固化层进行精修，保证固化后的每一层精度都保持在设定值范围以内，从而提高整体陶瓷工件的成型精度。

请参照图1，本公开实施例提供了一种陶瓷增减材复合制造装备，包括：工作台1、支撑架2、打印头3、打印台4以及精加工设备5。工作台1具有台面11，打印台4设置在台面11上，打印台4和工作台1之间通过第一移动机构连接，支撑架2与工作台1连接，支撑架2向远离台面11的方向延伸；打印头3和支撑架2之间通过第二移动机构7连接；第二移动机构7用于驱动打印头3在垂直于台面11的预设平面内移动，第一移动机构用于驱动打印台4沿垂直预设平面的方向移动，打印头3用于向打印台4上涂布打印材料。支撑架2上设置有固化光源8，固化光源8用于产生照射在打印台4上的固化光线，以使打印台4上的打印材料固化。精加工设备5与支撑架2之间通过第三移动机构9连接，第三移动机构9用于驱动精加工设备5在垂直于台面11的平面内移动，精加工设备5用于对打印台4上每次固化的打印材料进行精修。

本公开实施例的打印材料可以包括陶瓷材料。其中，打印台1可以具有一定的厚度，使得陶瓷增减材复合制造装备的其他组件能够设置在打印台1上，安全有效地在工作台1上进行打印作业；且工作台1的内部可以具有安装腔体，用于安装驱动陶瓷增减材复合制造装备工作的多个电器设备。工作台1的底部还可以设置滚轮10，在移动工作台1时减小工作台1与地面的摩擦；工作台1可以为矩形，此时工作台1的底部设置有四个滚轮10。

本公开实施例中，支撑架2可以与工作台1的侧壁连接，具体的，支撑架2与工作台1的侧壁通过螺钉或铆钉等连接件连接，或者将支撑架2焊接在工作台1的侧壁。支撑架2也可以与工作台1的工作面11连接，具体的，支撑架2嵌入工作面11上形成的安装槽中，或者将支撑架2焊接在工作面11上。

陶瓷增减材复合制造装备可以包括两个支撑架2，在图1所示的方位中，工作台1水平设置，两个支撑架2垂直于工作台1，且相对设置在工作台1的两侧。第二移动机构7水平设置，其两端分别与两个支撑架2连接，第三移动机构9水平设置，其两端分别与两个支撑架2连接，使得第二移动机构7和第三移动机构9的安装更加稳固，受力均衡，不会发生晃动，保证后续作业中的直线移动精度。

陶瓷增减材复合制造装备也可以包括三个支撑架2，在图1所示的方位中，工作台1水平设置，两个支撑架2垂直于工作台1，且相对设置在工作台1的两侧，第三个支撑架2平行设于工作台1的上方，且第三个支撑架2的两端分别与两个支撑架2垂直连接。第二移动机构7水平搭设于第三个支撑架2上，第三移动机构9水平搭设于第三个支撑架2上，保证第二移动机构7和第三移动机构9的安装更加稳固，受力均衡，不会发生晃动，保证后续作业中的直线移动精度。

支撑架2可以形成为矩形架，在图1所示的方位中，支撑架2具有一定的宽度(图1中Y轴方向上的宽度)，保证第二移动机构7和第三移动机构9能够与支撑架2连接时，第二移动机构7和第三移动机构9均位于同一水平面。

在图1所示的方位中，第二移动机构7水平设置，平行设于台面11的上方，驱动打印头3在垂直于台面11的预设平面内移动。其中，预设平面垂直于台面11，打印头3在预设平面内移动可以包括：打印头3在预设平面内上下移动(在图1中Z轴方向上移动)，打印头3在预设平面内左右移动(在图1中X轴方向上移动)。

第一移动机构水平设置，平行设于台面11上，预设平面垂直于台面11，因此第一移动机构垂直于预设平面。第一移动机构驱动打印台4沿垂直预设平面的方向移动可以包括：第一移动机构驱动打印台4从第一移动机构的一端移动到第一移动机构的另一端，或者第一移动机构驱动打印台4在第一移动机构上往复移动。

本公开实施例中，第一移动机构可以包括滑轨6，打印台4滑动连接在滑轨6上，能够沿着滑轨6往复移动。进一步地，第一移动机构还可以包括移动驱动装置，移动驱动装置与工作台1和打印台4连接，以驱动打印台4在滑轨6上往复移动。

示例性的，移动驱动轴装置可以包括皮带和第一电机，工作台1上间隔的设置有第一转轴和第二转轴，第一转轴和第二转轴均可转动地与工作台1连接；第一电机的主轴上设置有带轮，带轮与皮带配合连接，同时皮带又与打印台4连接。第一电机转动带动主轴旋转，主轴驱动带轮转动，带轮带动皮带运动；皮带运动时带动打印台4移动，打印台4移动过程中第一转轴和第二转轴转动，以驱动打印台4在滑轨6上往复移动。

移动驱动装置还可以包括第一电机和驱动螺杆，驱动螺杆与工作台1可转动的连接；驱动螺杆的一端形成有内孔，用于与第一电机的主轴配合连接，使得驱动螺杆的一端与第一电机传动连接；打印台4上设置有与驱动螺杆的另一端配合的螺纹孔，使得驱动螺杆的另一端与打印台4连接。第一电机转动带动主轴旋转，主轴带动驱动螺杆转动，驱动螺杆转动时带动打印台4移动，以驱动打印台4在滑轨6上往复移动。

示例性的，滑轨6的形状可以是矩形，也可以是长矩形状；当滑轨6是长矩形状时，滑轨6的长度小于等于工作台1的长度(图1中Y轴方向上的长度)。滑轨6上还可以设置刻度标尺，方便查看和校准。

当打印头3向打印台4上涂布陶瓷材料时，第一移动机构驱动打印台4直线移动预设距离(在图1中的Y轴上)，同时第二移动机构7驱动打印头3上下直线移动预设距离(在图1中的Z轴上)，第二移动机构7驱动打印头3左右直线移动预设距离(在图1中的X轴上)，保证打印头3在各个角度均能够涂布陶瓷材料，且打印台4的移动、打印头3的移动均属于直线移动，精度更易控制。

本公开实施例中，固化光源8设置在支撑架2上，且正对台面11，当打印头3向打印台4上涂布陶瓷材料之后，第一移动机构驱动打印台4移动至固化光源8的正下方，固化光源8产生固化光线，并将固化光线照射在打印台4上，以使打印台4上的陶瓷材料固化。

当陶瓷增减材复合制造装备包括两个支撑架2时，第二移动机构7和第三移动机构9水平设置在两个支撑架2之间，固化光源8设于第二移动机构7或者第三移动机构9的底面(图1中靠近台面11的一面)。当陶瓷增减材复合制造装备包括三个支撑架2时，第二移动机构7和第三移动机构9水平搭设于第三个支撑架2的顶面(图1中远离台面11的一面)，固化光源8设于第三个支撑架2的底面(图1中靠近台面11的一面)。

其中，固化光源8可以是激光器，也可以是曝光灯，用于朝向台面11发出散射激光，能够一次将整个打印台4上所有需要固化的图形区域全部光照固化，一次固化一整层，打印效率高精度高。

本公开实施例中，在图1所示的方位中，第三移动机构9水平设置，平行设于台面11的上方，驱动精加工设备5在垂直于台面11的预设平面内移动。其中，预设平面垂直于台面11，精加工设备5在预设平面内移动可以包括：精加工设备5在预设平面内上下移动(在图1中的Z轴上移动)，精加工设备5在预设平面内前后移动(在图1中的X轴上移动)。

本公开实施例的陶瓷增减材复合制造装备的打印过程包括：第二移动机构7驱动打印头3在预设平面内移动(在图1中的X轴和Z轴上移动)，第一移动机构6驱动打印台4在垂直于预设平面的方向上移动(在图1中的Y轴上移动)，于此同时，打印头3向打印台4上涂布陶瓷材料，以使得打印台4上的陶瓷材料具有一定的形状；之后，第一移动机构驱动打印台4移动至固化光源8的下部，固化光源8将固化光线照射在打印台4上的陶瓷材料上，使打印台4上的陶瓷材料固化；在此之后，第一移动机构驱动打印台4移动至精加工设备5下部，精加工设备5对打印台4上固化的陶瓷材料进行精修，以使得打印台4上的陶瓷材料具有足够的尺寸精度。重复上述步骤，即可在打印台4上逐层的形成陶瓷材料，进而形成3D工件。

因此，本公开实施例的陶瓷增减材复合制造装备，工作台1具有台面11，打印台4设置在台面11上，打印台4与工作台1之间通过第一移动机构连接；支撑架2与工作台1连接，打印台4和支撑架2之间通过第二移动机构7连接，第二移动机构7用于驱动打印头3在垂直于台面的预设平面内移动(在图1中的X轴和Z轴上移动)，第一移动机构用于驱动打印台4在垂直于预设平面的方向上移动(在图1中的Y轴上移动)；固化光源8设置在支撑架2上，固化光源8用于使打印台4上的陶瓷材料固化；精加工设备5与支撑架2之间通过第三移动机构9连接，第三移动机构9用于驱动精加工设备5在垂直于台面的平面内移动(在图1中的X轴和Z轴上移动)，精加工设备5可以对打印台4上每次形成固化的陶瓷材料后，对其进行精修；也就是说，每在打印台4上形成一层固化的陶瓷材料后，精加工设备5均可以对其进行精修，使得每一层固化后的陶瓷材料均可以保持一定的尺寸精度，进而提高了工件的尺寸精度。

示例性的，本公开实施例中，工作台1的台面11上间隔均匀地排布有多个第一移动机构，每个第一移动机构上均设置有一个打印台4，使得其中一个打印台4上的陶瓷材料接受固化的同时，打印头3继续向下一个打印台4上涂布陶瓷材料；或者其中一个打印台4上固化的陶瓷材料接受精修的同时，固化光源继续向下一个打印台4上发射光源。提高打印精度的同时还能够节省打印时间，提高打印效率，完成多个成品的加工。

本公开实施例中，精加工设备5可以包括铣削装置，第三移动机构9可以包括第一水平移动机构91和第一竖直移动机构92，第一水平移动机构91与支撑架2和第一竖直移动机构92连接，铣削装置设置在第一竖直移动机构92上，第一水平移动机构91用于驱动第一竖直机构92和铣削装置沿平行于台面11的第一方向(图1中在X轴上)移动，第一竖直移动机构92用于驱动铣削装置沿垂直于台面11的第二方向(图1中在Z轴上)移动。

请继续参照图1，第一水平移动机构91可以包括：第一水平移动杆主体911，第一水平移动杆主体911与台面11平行，且第一水平移动杆主体911的长度(图1中在X轴上方向上的长度)大于等于相对设置的两个支撑架2之间的距离，使得第一水平移动杆主体911水平设置在两个支撑架2之间，示例性的，第一水平移动杆主体911的两端搭设在两个支撑架2上方(图1中远离台面11的一面)，并将第一水平移动杆主体911的两端分别焊接在两个支撑架2上方；或者两个支撑架2相互靠近的侧面形成有安装槽，将第一水平移动杆主体911的两端嵌入安装槽中。进一步的，第一水平移动杆主体911上还可以设置第一水平滑轨912，第一水平滑轨912与第一方向平行(与图1中X轴平行)，第一水平滑轨912的长度小于等于第一水平移动杆主体911的长度(图1中在X轴上方向上的长度)。

第一竖直移动机构92可以包括：第一竖直移动杆主体921，第一竖直移动杆主体921与台面11垂直，且第一竖直移动杆主体921上设有第一竖直滑轨922，第一竖直滑轨922与第二方向平行(与图1中Z轴平行)，第一竖直滑轨922的长度小于等于第一竖直移动杆主体921的长度(图1中在Z轴上方向上的长度)。

第一竖直移动机构92还可以包括：第一连接组件923，第一连接组件923用于将精加工设备5滑动安装在第一竖直移动机构92上，第一水平移动机构91还可以包括：第二连接组件913，第二连接组件913用于将第一竖直移动机构92滑动安装在第一水平移动机构91上。

示例性的，第一连接组件923可以包括：安装板，安装板与第一竖直移动杆主体921相平行，安装板远离第一竖直移动杆主体921的方向设有安装卡扣，精加工设备5通过该卡扣安装在安装板上；安装板上朝向第一竖直移动杆主体921的方向还延伸有第一连接板，第一连接板上形成有与第一竖直滑轨922相匹配的滑块，滑块与第一竖直滑轨922滑动连接，第一连接板上还连接有与第二电机主轴传动连接的螺杆，第二电机主轴带动螺杆转动，从而驱动第一连接板移动，第一连接板带动滑块在第一竖直滑轨922中滑动，同时带动安装板移动，安装板带动精加工设备5移动。

第二连接组件913可以包括：延伸板，延伸板与第一水平移动杆主体911相平行，且延伸板的一端与第一竖直移动杆主体921固定连接，延伸板的另一端朝向第一水平移动杆主体911的方向延伸有第二连接板，第二连接板上形成有与第一水平滑轨912相匹配的滑块，滑块与第一水平滑轨912滑动连接，第二连接板上还连接有与第二电机主轴传动连接的螺杆，第二电机主轴带动螺杆转动，从而驱动第二连接板移动，第二连接板带动滑块在第一水平滑轨912中滑动，同时带动延伸板移动，延伸板带动第一竖直移动杆主体921移动。

本公开实施例中，第一水平滑轨912和第一竖直滑轨922上还可以设置刻度标尺，方便查看和校准。

本公开实施例中，精加工设备5可以包括：铣削装置、切削装置、自动打磨装置等。

因此，本公开实施例的陶瓷增减材复合制造装备，对固化后的陶瓷材料进行精修时，第一移动机构驱动打印台4直线移动预设距离(在图1中的Y轴上)，同时第一连接组件923带动精加工设备5在第一竖直移动机构92上，上下直线移动预设距离(在图1中的Z轴上)；第二连接组件913带动第一竖直移动机构92在第一水平移动机构91上，左右直线移动预设距离(在图1中的X轴上)；当第一竖直移动机构92在第一水平移动机构91上左右直线移动(在图1中的X轴上)时，精加工设备5也同时左右直线移动(在图1中的X轴上)，能够实现三轴联动加工。

本公开实施例中，第二移动机构7可以包括第二水平移动机构71和第二竖直移动机构72，第二水平移动机构71与支撑架2和第二竖直移动机构72连接，打印头3设置在第二竖直移动机构72上，第二水平移动机构71用于驱动第二竖直移动机构72和打印头3沿平行于台面11的第一方向(图1中在X轴上)移动，第二竖直移动机构72用于驱动打印头3沿垂直于台面11的第二方向(图1中在Z轴上)移动。

请继续参照图1，第二水平移动机构71可以包括：第二水平移动杆主体711，第二水平移动杆主体711与台面11平行，且第二水平移动杆主体711的长度(图1中在X轴上方向上的长度)大于等于相对设置的两个支撑架2之间的距离，使得第二水平移动杆主体711水平设置在两个支撑架2之间，示例性的，第二水平移动杆主体711的两端搭设在两个支撑架2上方(图1中远离台面11的一面)，并将第二水平移动杆主体711的两端分别焊接在两个支撑架2上方；或者两个支撑架2相互靠近的侧面形成有安装槽，将第二水平移动杆主体711的两端嵌入安装槽中。进一步的，第二水平移动杆主体711上还可以设置第二水平滑轨712，第二水平滑轨712与第一方向平行(与图1中X轴平行)，第二水平滑轨712的长度小于等于第二水平移动杆主体711的长度(图1中在X轴上方向上的长度)。

第二竖直移动机构72可以包括：第二竖直移动杆主体721，第二竖直移动杆主体721与台面11垂直，且第二竖直移动杆主体721上设有第二竖直滑轨722，第二竖直滑轨722与第二方向平行(与图1中Z轴平行)，第二竖直滑轨722的长度小于等于第二竖直移动杆主体721的长度(图1中在Z轴上方向上的长度)。

第二竖直移动机构72还可以包括：第三连接组件723，第三连接组件723用于将打印头3滑动安装在第二竖直移动机构72上；第二水平移动机构71还可以包括：第四连接组件713，第四连接组件713用于将第二竖直移动机构72滑动安装在第二水平移动机构71上。

示例性的，第三连接组件723可以包括：安装板，安装板与第二竖直移动杆主体721相平行，安装板远离第二竖直移动杆主体721的方向设有安装卡扣，打印头3通过该卡扣安装在安装板上；安装板上朝向第二竖直移动杆主体721的方向还延伸有第一连接板，第一连接板上形成有与第二竖直滑轨722相匹配的滑块，滑块与第二竖直滑轨722滑动连接，第一连接板上还连接有与第三电机主轴传动连接的螺杆，第三电机主轴带动螺杆转动，从而驱动第一连接板移动，第一连接板带动滑块在第二竖直滑轨722中滑动，同时带动安装板移动，安装板带动打印头移动。

第四连接组件713可以包括：延伸板，延伸板与第二水平移动杆主体711相平行，且延伸板的一端与第二竖直移动杆主体721固定连接，延伸板的另一端朝向第二水平移动杆主体711的方向延伸有第二连接板，第二连接板上形成有与第二水平滑轨712相匹配的滑块，滑块与第二水平滑轨712滑动连接，第二连接板上还连接有与第三电机主轴传动连接的螺杆，第三电机主轴带动螺杆转动，从而驱动第二连接板移动，第二连接板带动滑块在第二水平滑轨712中滑动，同时带动延伸板移动，延伸板带动第二竖直移动杆主体721移动。

本公开实施例中，第二水平滑轨712和第二竖直滑轨722上还可以设置刻度标尺，方便查看和校准。

因此，本公开实施例的陶瓷增减材复合制造装备，对原材料进行打印时，第一移动机构驱动打印台4直线移动预设距离(在图1中的Y轴上)，同时第三连接组件723驱动打印头3在第二竖直移动机构72上，上下直线移动预设距离(在图1中的Z轴上)；第四连接组件713带动第二竖直移动机构72在第二水平移动机构71上，左右直线移动预设距离(在图1中的X轴上)；当第二竖直移动机构72在第二水平移动机构71上左右直线移动(在图1中的X轴上)时，打印头3也同时左右直线移动(在图1中的X轴上)，能够实现三轴联动加工。

本公开实施例中，打印台4可以包括底座41、载物台以及第一转动装置42；底座41通过第一移动机构与工作台1连接，载物台通过第一转动装置42与底座41连接，载物台用于承接陶瓷材料；在精加工设备5对陶瓷材料进行精修时，第一转动装置42用于驱动载物台绕垂直于台面11的第一轴线转动。

请参照图1和图2，第一移动机构驱动底座41沿着垂直于预设平面的方向(图1和图2中Y轴的方向)移动，底座41带动载物台同步移动。载物台和底座41之间(载物台的底部、底座41的上方)设置有第一转动装置42，在底座41带动载物台直线移动的同时，第一转动装置42能够带动载物台旋转。

具体的，载物台可以通过第一转轴与底座连接，该第一转轴的轴线与台面11垂直，第一转动装置可以包括主动齿轮、转动电机以及从动齿轮，主动齿轮设置在转动电机的主轴上，从动齿轮设置在第一转轴上，主动齿轮与从动齿轮啮合，通过转动电机带动第一转轴转动，进而驱动载物台转动。

示例性的，第一转动装置42可以形成为圆盘状的连接件，其圆心位置开设有安装孔，第一转轴与安装孔固定连接，转动电机带动第一转轴转动时，带动第一转动装置42逆时针旋转预设角度或者顺时针旋转预设角度，载物台以及载物台上设置的陶瓷材料与第一转动装置42同步旋转。

当然在其他的实现方式中，第一转动装置也可以仅包括转动电机，转动电机固定在底座41上，转动电机的主轴与载物台连接，以通过转动电机直接带动载物台转动。

因此，本公开实施例的陶瓷增减材复合制造装备，在采用精加工设备5对打印台4上固化后的陶瓷材料进行精修时，第一移动机构驱动打印台4移动预设距离(在图1和图2中的Y轴上)，第三移动机构9驱动精加工设备5上下移动预设距离(在图1和图2中的Z轴上)，同时第三移动机构9也驱动精加工设备5左右移动预设距离(在图1和图2中的X轴上)，第一转动装置42驱动打印台4转动(旋转轴)，通过三个直线轴和一个旋转轴，保证精加工设备5在各个角度的任一点均能够精修固化陶瓷材料。

本公开实施例中，底座41可以包括：座架411以及与台面11平行设置的座板412；座板412通过第一移动机构与工作台1连接，第一移动机构驱动座板412沿着垂直于预设平面的方向(图2中的Y轴方向)移动，座架411设置在座板412上，且座架411通过第一转动装置42与载物台连接，座板412和座架411之间还通过第二转动装置连接，第二转动装置用于在精加工设备对陶瓷材料进行精修时，驱动座架411绕平行于台面11的第二轴线转动。

请继续参照图1和图2，座板412可以包括：底板4123，底板4123通过第一移动机构与工作台1连接，第一移动机构驱动底板4123沿着垂直于预设平面的方向(图2中的Y轴方向)移动，底板4123上具有向远离台面11方向延伸的连接耳4121，连接耳4121上设置有中心线与第二轴线(平行于台面11)共线的轴孔4122。座架411包括水平座架板4113，水平座架板4113与底板4123相平行，且水平设于底板4123上；水平座架板4113上具有向远离台面11方向延伸的连接板4112，连接板4112上开设有转动孔4111，转动孔4111的中心线与轴孔4122的轴线共线；第二转轴安装在转动孔4111内，且第二转轴可转动的穿设在轴孔4122内，第二转动装置与第二转轴传动连接，使得座板412和座架411之间通过第二转动装置连接。

具体的，第二转动装置可以包括主动齿轮、转动电机以及从动齿轮，主动齿轮设置在转动电机的主轴上，从动齿轮设置在第二转轴上，主动齿轮与从动齿轮啮合，通过转动电机带动第二转轴转动，进而驱动座架411绕平行于台面11的第二轴线转动。

示例性的，座架411绕平行于台面11的第二轴线转动可以包括：座架411绕第二轴线逆时针摆动预设角度或者顺时针摆动预设角度，此时座架411上设置的第一转动装置42、载物台以及载物台上设置的陶瓷材料与座架411同步摆动，使得载物台上设置的陶瓷材料在预设方向下倾斜。之后第一转动装置42再带动载物台旋转预设角度，完成两个不同方向的旋转。

因此，本公开实施例的陶瓷增减材复合制造装备，在采用精加工设备5对打印台4上固化后的陶瓷材料进行精修时，第一移动机构驱动打印台4移动预设距离(在图1和图2的Y轴上)，第三移动机构9驱动精加工设备5上下移动预设距离(在图1和图2的Z轴上)，同时第三移动机构9也驱动精加工设备5左右移动预设距离(在图1和图2的X轴上)，第一转动装置42驱动打印台4转动(第一轴线旋转轴)，第二转动装置驱动打印台4转动(第二轴线旋转轴)，通过三个直线轴和两个旋转轴定义出空间中的旋转工作平面，两个旋转轴(第一轴线旋转轴、第二轴线旋转轴)先将打印台4固定在一个倾斜位置，再在直线轴X轴、Y轴、Z轴上驱动精加工设备5沿着预设路径运动，且在运动过程中能够根据实际加工情况对驱动精加工设备5的加工方向进行优化，保证精加工设备5在各个角度的任一点均能够精修固化陶瓷材料的同时，在整个移动路径上一直保持最佳加工状态。

本公开实施例中，陶瓷增减材复合制造装备还可以包括：控制面板，控制面板与工作台1中设置的电器设备电连，具体的，控制面板同时与以上所阐述的第一电机(用于驱动第一移动机构)、第二电机(用于驱动第三移动机构9)、第三电机(用于驱动第二移动机构7)和两个转动电机(分别用于驱动第一转动装置42和第一转动装置)电连接。控制面板用于输入设定程序，设定程序可以包括：3D工件的每一层的外轮廓信息；当每次固化完成需要精修时，控制面板将外轮廓信息发送至工作台1中设置的电器设备(比如：用于驱动第三移动机构9的第二电机)，电器设备根据外轮廓信息，得到精加工设备5的移动路径，并驱动精加工设备5按照该移动路径自动移动和自动走刀，完成工件的精修，使得固化后的陶瓷材料的尺寸保持在设定值以内。

进一步的，设定程序还可以包括：3D工件的每一层的图案信息；当需要使用打印头3打印任一层的图案时，控制面板将该层的图案信息发送至工作台1中设置的电器设备(如：用于驱动第二移动机构7的第三电机)，电器设备根据图案信息，得到打印头3的移动路径，并驱动打印头3按照该移动路径自动移动和涂布陶瓷材料，完成一层图案的打印。

本公开实施例中，控制面板还可以用于输入：按照预设比例关系设定的各维度坐标(X轴、Y轴、Z轴)直线运动的位移和速度，使精加工设备5沿设定的路径进行走刀加工，和使打印头3沿设定的路径进行打印，所有的移动均由机械自动控制，且都是直线进给，加工精度高。同时控制面板也可以用于输入：按照预设比例关系设定的第一转动装置和第二转动装置的转动角度，使打印台4上的陶瓷材料固定在预设的倾斜位置，再进行精加工，保证陶瓷材料的各个位置都能被精修，提高成品精度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷增减材复合制造装备，其特征在于，包括：工作台、支撑架、打印头、打印台以及精加工设备；

所述工作台具有台面，所述打印台设置在所述台面上，所述打印台和所述工作台之间通过第一移动机构连接；所述支撑架与所述工作台连接，所述支撑架向远离所述台面的方向延伸，所述打印头和所述支撑架之间通过第二移动机构连接，所述第二移动机构用于驱动所述打印头在垂直于所述台面的预设平面内移动，所述第一移动机构用于驱动所述打印台沿垂直所述预设平面的方向移动；所述打印头用于向所述打印台上涂布打印材料；

所述支撑架上设置有固化光源，所述固化光源用于产生照射在所述打印台上的固化光线，以使所述打印台上的打印材料固化；

所述精加工设备与所述支撑架之间通过第三移动机构连接，所述第三移动机构用于驱动所述精加工设备在垂直于所述台面的平面内移动，所述精加工设备用于对所述打印台上每次固化的打印材料进行精修。

2.根据权利要求1所述的陶瓷增减材复合制造装备，其特征在于，

所述精加工设备包括铣削装置，所述第三移动机构包括第一水平移动机构和第一竖直移动机构，所述第一水平移动机构与所述支撑架和所述第一竖直移动机构连接，所述铣削装置设置在所述第一竖直移动机构上，所述第一水平移动机构用于驱动所述第一竖直移动和所述铣削装置沿平行于所述台面的第一方向移动，所述第一竖直移动机构用于驱动所述铣削装置沿垂直于所述台面的第二方向移动。

3.根据权利要求1所述的陶瓷增减材复合制造装备，其特征在于，

所述打印台包括底座、载物台以及第一转动装置；

所述底座通过所述第一移动机构与所述工作台连接，所述载物台通过所述第一转动装置与所述底座连接，所述载物台用于承接打印材料；

在所述精加工设备对所述打印材料进行精修时，所述第一转动装置用于驱动所述载物台绕垂直于所述台面的第一轴线转动。

4.根据权利要求3所述的陶瓷增减材复合制造装备，其特征在于，

所述底座包括座架以及与所述台面平行设置的座板；

所述座板通过所述第一移动机构与所述工作台连接，所述座架通过第一转动装置与所述载物台连接，所述座板和所述座架之间通过第二转动装置连接，所述第二转动装置用于在精加工设备对所述打印材料进行精修时，驱动所述座架绕平行于所述台面的第二轴线转动。

5.根据权利要求4所述的陶瓷增减材复合制造装备，其特征在于，

所述座板具有向远离所述台面方向延伸的连接耳，所述连接耳上设置有中心线与所述第二轴线共线的轴孔，所述座架上设置转轴，所述转轴可转动的穿设在所述轴孔内；所述第二转动装置与所述转轴传动连接。

6.根据权利要求2所述的陶瓷增减材复合制造装备，其特征在于，

所述第一水平移动机构包括：第一水平移动杆主体；

所述第一水平移动杆主体与所述支撑架连接，所述第一水平移动杆主体上设有第一水平滑轨，且所述第一水平滑轨与所述第一方向平行，所述第一竖直移动机构与所述第一水平滑轨滑动连接，沿所述第一水平滑轨移动。

7.根据权利要求6所述的陶瓷增减材复合制造装备，其特征在于，

所述第一竖直移动机构包括：第一竖直移动杆主体；

所述第一竖直移动杆主体朝向所述第一水平移动机构的一端连接有第一连接组件，所述第一连接组件与所述第一水平滑轨滑动连接；

所述第一竖直移动杆主体上设有第一竖直滑轨，且所述第一竖直滑轨与所述第二方向平行，所述铣削装置通过第二连接组件与所述第一竖直滑轨滑动连接，沿所述第一竖直滑轨移动。

8.根据权利要求1所述的陶瓷增减材复合制造装备，其特征在于，

所述第二移动机构包括第二水平移动机构和第二竖直移动机构，所述第二水平移动机构与所述支撑架和所述第二竖直移动机构连接，所述打印头设置在所述第二竖直移动机构上，所述第二水平移动机构用于驱动所述第二竖直移动和所述打印头沿平行于所述台面的第一方向移动，所述第二竖直移动机构用于驱动所述打印头沿垂直于所述台面的第二方向移动。

9.根据权利要求8所述的陶瓷增减材复合制造装备，其特征在于，

所述第二水平移动机构包括：第二水平移动杆主体；

所述第二水平移动杆主体与所述支撑架连接，所述第二水平移动杆主体上设有第二水平滑轨，且所述第二水平滑轨与所述第一方向平行，所述第二竖直移动机构与所述第二水平滑轨滑动连接，沿所述第二水平滑轨移动。

10.根据权利要求9所述的陶瓷增减材复合制造装备，其特征在于，

所述第二竖直移动机构包括：第二竖直移动杆主体；

所述第二竖直移动杆主体朝向所述第二水平移动机构的一端连接有第四连接组件，所述第四连接组件与所述第二水平滑轨滑动连接；

所述第二竖直移动杆主体上设有第二竖直滑轨，且所述第二竖直滑轨与所述第二方向平行，所述打印头通过第三连接组件与所述第二竖直滑轨滑动连接，沿所述第二竖直滑轨移动。

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