CN204584275U - 一种微束等离子3d打印设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微束等离子3D打印设备,该设备包括等离子加工装置、中央控制系统、成型室、工作平台、数控主轴、驱动装置、送粉装置。等离子加工装置包括等离子体电源、等离子体发生器、等离子弧压调高器、等离子枪、工作气路、冷却水路。等离子体发生器、等离子弧压调高器、等离子体枪、工作气路、冷却水路构成等离子体加工集成单元。加工时,数控主轴夹持等离子体加工集成单元,由驱动装置驱动在XYZ方向移动;工作平台上下移动,实现Z方向的进给。采用微束等离子体作为金属3D打印的熔化金属材料的热源,在保证与激光3D打印技术相近的成型精度的同时,可获得一种高效、低成本的工业级金属零件3D打印设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属零件增材制造技术领域,尤其涉及一种微束等离子3D打印设备。
背景技术
3D打印设备集成了光学、精密传动、新材料、CAD/CAM等技术,通过几十微米的精细高能密度聚焦光斑,逐线搭接扫描新铺粉层上选定区域,形成面轮廓后,层与层堆积成型制造,从而直接获得几乎任意形状、具有完全冶金结合的金属功能零件,致密度可达到近乎100%,其优势主要表现在:
1)采用分层制造技术,成型件不受几何复杂度的影响,对任意复杂成型金属零件可直接制造,对于个性化小批量复杂产品制造方便;
3)直接制成终端金属产品,由于能量密度较高,对熔点高难加工金属材料可直接加工成为终端金属产品;
4)成型金属零件是具有冶金结合的实体,其相对密度几乎达到100%,性能超过传统铸造件。
目前市面上的金属3D打印设备主要都是采用激光器作为熔化材料的热源,不仅价格昂贵(200W光纤激光器售价为22万元左右,1000W售价在85万元左右)、维护复杂(光纤十分脆弱,极易损坏,对工作环境的要求苛刻)。热源偏转目前主要有两种方式,一种是由扫描振镜驱动光路偏转,另一种是由机械导轨驱动喷头逐点逐线扫描,完成平面扫描。前者受限于光学系统,单振镜最大成型区域250×250mm。成型大型零件则需要多激光多扫描振镜复合。以上的原因导致金属3D打印设备价格昂贵,操作维护复杂,不利于3D打印技术的推广,因此亟需开发一种低成本、高效率的金属3D打印设备。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足,提供一种低成本、高效率的微束等离子3D打印设备。
本实用新型通过下述技术方案实现:
一种微束等离子3D打印设备,包括密封成型室、成型缸、等离子加工装置、中央控制系统;所述成型缸和等离子加工装置由中央控制系统控制,在密封成型室内、成型缸的上方设有驱动装置,所述驱动装置包括驱动装置基座15,驱动装置基座15上设有Z方向直线驱动机构14,Z方向直线驱动机构14上设有X方向直线驱动机构12,X方向直线驱动机构12上设有Y方向直线驱动机构13;
所述等离子加工装置包括等离子体加工集成单元7和等离子枪9;
所述Y方向直线驱动机构13上设有数控主轴8,数控主轴8的端部依次连接等离子体加工集成单元7和等离子枪9。
所述数控主轴8通过X方向直线驱动机构12和Y方向直线驱动机构13在X和Y方向移动;所述数控主轴8在Z方向的升降,由Z方向直线驱动机构14驱动。
所述等离子加工装置还包括设置在密封成型室外部的:等离子发生控制器1、惰性气体瓶2、等离子加工送粉装置5和等离子枪水冷机6。
所述成型缸包括工作平台11和工作平台11的升降驱动机构16。
将零件10的CAD模型分层,然后生成路径代码,中央控制系统根据该路径代码,向驱动装置发出控制指令,数控主轴8带动等离子枪9在X方向和Y方向直线移动,对待加工的零件10进行扫描填充。
本实用新型3D打印设备采用数控导轨驱动方式,克服了光学系统的尺寸限制,可扩大成型零件尺寸,同时保证成型精度。
相对于激光器,本实用新型采用的等离子体是一种廉价的金属材料加工热源,可以获得高效、低成本的工业级金属3D打印设备,有利于将金属3D打印设备推广应用于汽车、造船、生物医疗、工业模具等大型复杂零部件的直接制造。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型驱动装置结构示意图。
图中:等离子发生控制器1;惰性气体瓶2;工作气路3;等离子送粉气路4;等离子加工送粉装置5;等离子枪水冷机6;等离子体加工集成单元7;数控主轴8;等离子枪9;零件10;工作平台11;X方向直线驱动机构12;Y方向直线驱动机构13;Z方向直线驱动机构14;驱动装置基座15;升降驱动机构16。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
如图1、2所示。本实用新型一种微束等离子3D打印设备,包括密封成型室、成型缸、等离子加工装置、中央控制系统;所述成型缸和等离子加工装置由中央控制系统控制;在密封成型室内、成型缸的上方设有驱动装置,所述驱动装置包括驱动装置基座15,驱动装置基座15上设有Z方向直线驱动机构14,Z方向直线驱动机构14上设有X方向直线驱动机构12,X方向直线驱动机构12上设有Y方向直线驱动机构13;
所述等离子加工装置包括等离子体加工集成单元7和等离子枪9;
所述Y方向直线驱动机构13上设有数控主轴8,数控主轴8的端部依次连接等离子体加工集成单元7和等离子枪9。等离子枪9数控主轴8夹持,由可以拆卸,方便维护。
所述数控主轴8通过X方向直线驱动机构12和Y方向直线驱动机构13在X和Y方向移动;所述数控主轴8在Z方向的升降,由Z方向直线驱动机构14驱动,实现数控主轴8初始定位。
所述等离子加工装置还包括设置在密封成型室外部的:等离子发生控制器1(plasm control system)、惰性气体瓶2、等离子加工送粉装置5和等离子枪水冷机6、离子体电源、等离子弧压调高器
所述成型缸包括工作平台11和工作平台11的升降驱动机构16。工作平台11上下移动,实现Z方向的进给。
所述等离子加工送粉装置5包括由粉料斗、送粉管、送粉气构成,送粉气采用惰性气体,送粉率由送粉气流大小控制。粉末送入到等离子枪体后分成对称的6路,并保持与等离子弧同轴汇聚。所述粉料斗上通入气体,给粉末一定压力,保证粉末下漏均匀,且在成型过程中可添加粉末,无须停机,工作全程可实现随时加粉。
将零件10的CAD模型分层,然后生成路径代码,中央控制系统根据该路径代码,向驱动装置发出控制指令,数控主轴8带动等离子枪9在X方向和Y方向直线移动,对待加工的零件10进行扫描填充。
如上所述,便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制,其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种微束等离子3D打印设备,包括密封成型室、成型缸、等离子加工装置、中央控制系统;所述成型缸和等离子加工装置由中央控制系统控制,其特征在于:
在密封成型室内、成型缸的上方设有驱动装置,所述驱动装置包括驱动装置基座(15),驱动装置基座(15)上设有Z方向直线驱动机构(14),Z方向直线驱动机构(14)上设有X方向直线驱动机构(12),X方向直线驱动机构(12)上设有Y方向直线驱动机构(13);
所述等离子加工装置包括等离子体加工集成单元(7)和等离子枪(9);
所述Y方向直线驱动机构(13)上设有数控主轴(8),数控主轴(8)的端部依次连接等离子体加工集成单元(7)和等离子枪(9)。
2.根据权利要求1所述的微束等离子3D打印设备,其特征在于,所述数控主轴(8)通过X方向直线驱动机构(12)和Y方向直线驱动机构(13)在X和Y方向移动;所述数控主轴(8)在Z方向的升降,由Z方向直线驱动机构(14)驱动。
3.根据权利要求2所述的微束等离子3D打印设备,其特征在于,所述等离子加工装置还包括设置在密封成型室外部的:等离子发生控制器(1)、惰性气体瓶(2)、等离子加工送粉装置(5)和等离子枪水冷机(6)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的微束等离子3D打印设备,其特征在于,所述成型缸包括工作平台(11)和工作平台(11)的升降驱动机构(16)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201520249548.XU CN204584275U (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 一种微束等离子3d打印设备 |
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CN201520249548.XU CN204584275U (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 一种微束等离子3d打印设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN204584275U true CN204584275U (zh) | 2015-08-26 |
Family
ID=53920473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN201520249548.XU Active CN204584275U (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 一种微束等离子3d打印设备 |
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CN (1) | CN204584275U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104815985A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-08-05 | 华南理工大学 | 一种微束等离子3d打印设备与方法 |
CN107009150A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-08-04 | 华南理工大学 | 一种等离子和多轴数控机床增减材复合3d打印设备与方法 |
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2015
- 2015-04-22 CN CN201520249548.XU patent/CN204584275U/zh active Active
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CN107009150A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-08-04 | 华南理工大学 | 一种等离子和多轴数控机床增减材复合3d打印设备与方法 |
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GR01 | Patent grant |