CN205129373U - 基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备，其包括工作台、数控转台、等离子堆焊机、多轴铣削机构及控制系统，工作台设置有台面板，数控转台设置在台面板上；等离子堆焊机包括等离子堆焊电源控制箱及等离子堆焊头机械机构；多轴铣削机构设置在工作台上方，控制系统外部接连互联网。本实用新型通过互联网将客户所需产品的3D图档数据发送到控制系统内，控制系统对数控转台、等离子堆焊机及多轴铣削机构进行控制，利用等离子堆焊机将金属粉末熔融形成近似形体，再利用多轴铣削机构的刀具对单层或多层的近似形体进行铣削，循环重复直至零件加工完毕。

Description

基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备

技术领域

本实用新型涉及3D打印设备技术领域，尤其是涉及一种基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备。

背景技术

3D打印技术是一种新兴的成型方法，其核心是将所需成形工件的复杂3D形体通过切片化处理转化为简单的2D截面的组合，因此不必采用传统的加工机床和加工模具，依据工件的三维计算机辅助设计模型，在计算机控制的快速成形机上，沿着高度方向逐层沉积材料，形成工件的一系列2D截面薄片层，并使片层与片层之间相互粘接，最终堆积成三维工件。

3D打印技术虽然可以成型出达到铸造强度级别的零件，但是成型出的零件的形状误差大、表面光洁度不高，这样，成型后的零件还需要采用传统的机械加工方式对此进行二次加工，才能得到精密机械制造工业所要求的形状及表面精度。航空航天行业大部分零件，如发动机喷嘴、叶片、蜂窝结构的燃烧室等，一般是复杂薄壁或点阵夹芯结构，或是尺寸较大的形状，或是自由曲面等形状，当采用3D打印技术加工出来的零件，再放入机床进行二次加工时，则存在以下问题：

1)、装夹困难，或装夹后，由于坐标变换无法精确定位零件加工参考点，导致加工误差大；

2)、对于薄壁结构的零件，加工时，由于无支撑零件的面，导致零件应力变形；

3)、部分零件由于内部结构复杂，刀具无法伸入其内部，导致难以加工。

另外，3D打印机都是通过操作者实地将3D图档数据导入3D打印机后进行操作，当客户有需求时，需实时和操作者进行对接，由操作者自行导入再进行后续操作，同样不利于3D打印机的高效运作。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术的不足，提供一种基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备，能够通过网络将3D图档数据直接导入到3D打印设备，同时，利用等离子熔融复合技术对单层或多层近似形体进行铣削加工，循环重复至零件加工完毕，这样，不需要对加工后的零件进行二次加工，避免现时装夹困难、加工误差大、加工时零件出现变形及难以加工的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备，其包括工作台、数控转台、等离子堆焊机、多轴铣削机构及控制系统，所述工作台在水平方向上进行移动，所述工作台设置有台面板，所述数控转台设置在所述台面板上；所述等离子堆焊机包括等离子堆焊电源控制箱及等离子堆焊头机械机构，所述等离子堆焊电源控制箱设置在所述工作台外侧，所述等离子堆焊头机械机构设置在所述工作台上方；所述多轴铣削机构设置在所述台面板上方，所述控制系统外接连通互联网，所述控制系统与数控转台、等离子堆焊机及多轴铣削机构电性连接。

在其中一个实施例中，所述数控转台设置有转台座及加工平台，所述转台座固定设置在所述工作台上，所述转台座一侧设置有转盘，所述加工平台固定设置在所述转盘一侧。

在其中一个实施例中，所述加工平台上设置有加工转板。

在其中一个实施例中，所述等离子堆焊头机械机构设置有等离子堆焊喷枪。

在其中一个实施例中，所述多轴铣削机构设置有高速铣削头。

综上所述，本实用新型基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备通过互联网将客户所需产品的3D图档数据发送到控制系统内，控制系统对数控转台、等离子堆焊机及多轴铣削机构进行控制，利用等离子堆焊机将喷入的金属粉末熔融形成近似形体，再利用多轴铣削机构的铣头对单层或多层的近似形体进行铣削，循环重复直至零件加工完毕，该3D打印设备将传统的以多轴铣削的去除式精密加工与以等离子粉末熔融3D打印为主的增量叠层制造工艺集成为一体，既能克服传统3D打印技术在尺寸和形状精度等方面的缺陷，也可以克服切削加工对零部件复杂程度等方面的制约，这样，则不需要对加工后的零件进行二次加工，避免现时装夹困难、加工误差大、加工时零件出现变形以及难以加工的问题，为3D打印技术开辟更加广阔的应用空间，同时，利用互联网进行信号传送，直接将3D图档数据导入到控制系统内进行下一步工序操作，使得零件的制造时间缩短，提升生产效率，符合工业4.0的发展趋势。

附图说明

图1为本实用新型基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备的结构原理图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备包括工作台10、数控转台20、等离子堆焊机30、多轴铣削机构40及控制系统50，所述工作台10作为整个3D打印设备的基础，起到承载作用，工作台10在x/y水平方向上进行移动，具体地，所述工作台10具有水平方向移动的台面板11，所述数控转台20设置在所述台面板11上，所述数控转台20随着台面板11的移动而进行移动；所述数控转台20设置有转台座21及加工平台22，所述转台座21固定设置在所述台面板11上，所述转台座21一侧设置有转盘23，所述加工平台22固定设置在所述转盘23一侧，并随着转盘23的转动而进行翻转；所述加工平台22上设置有加工转板221，所述加工转板221用以放置逐层堆叠形成的金属胚料。

所述等离子堆焊机30包括等离子堆焊电源控制箱31及等离子堆焊头机械机构32，所述等离子堆焊电源控制箱31设置在所述工作台10外侧，所述等离子堆焊头机械机构32设置在所述工作台10上方，并可沿Z轴上下运行，所述等离子堆焊电源控制箱31用以提供等离子堆焊头32所需的电源、金属粉末、冷却水装置、惰性气体供给装置等，所述等离子堆焊头机械机构32设置有等离子堆焊喷枪321，通过等离子堆焊喷枪321产生的高温等离子弧将导入的金属粉末瞬间熔化并冷凝形成单层或多层近似形体。

所述多轴铣削机构40设置在所述台面板11上方，所述多轴铣削机构40可沿垂直方向上下移动，所述多轴铣削机构40设置有高速铣削头41，所述高速铣削头41可以驱动刀具对加工转板221上熔融成型的单层或多层近似形体进行铣削加工。

所述控制系统50外接连通互联网60，以接收通过互联网60传送过来的3D图档数据，所述控制系统50与数控转台20、等离子堆焊机30及多轴铣削机构40电性连接，所述控制系统50用以控制数控转台20、等离子堆焊机30、多轴铣削机构40对加工平台22上的近似形体进行五轴联动加工。

在实际加工过程中，其具体操作过程为：1)客户可将自己所需的产品的3D图档数据通过互联网60传送到控制系统50内，控制系统50生成对应的3D打印程序，选好对应的金属粉末，调整等离子熔融所需温度、速度，通过等离子堆焊喷枪321将导入的金属粉末进行熔融加工，逐行逐层堆积形成单层或多层的近似形体；2)利用多轴铣削机构40的刀具对加工平台22上形成的单层或多层的近似形体构件进行铣削，以达到构件所需的尺寸及表面精度；3)重复上述步骤1)及2)，一直到最后的零件的形状加工完毕，就能制造出一般机器不能制造的复杂腔体或如啤酒瓶状开口小而内腔大的精密件。

综上所述，本实用新型基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备通过互联网60将客户所需产品的3D图档数据发送到控制系统50内，控制系统50对数控转台20、等离子堆焊机30及多轴铣削机构40进行控制，利用等离子堆焊机30将导入的金属粉末熔融形成近似形体，再利用多轴铣削机构40的铣刀对单层或多层的近似形体进行铣削，循环重复直至零件加工完毕，该3D打印设备将传统的以多轴铣削为主的去除式精密加工与以等离子熔融3D打印为主的增量叠层制造工艺集成为一体，既能克服传统3D打印技术在尺寸和形状精度等方面的缺陷，也可以克服切削加工对零部件复杂程度等方面的制约，这样，则不需要对加工后的零件进行二次加工，避免现时装夹困难、加工误差大、加工时零件出现变形以及难以加工的问题，为3D打印技术开辟更加广阔的应用空间，同时，利用互联网60进行信号传送，直接将3D图档数据导入到控制系统50内进行下一步工序操作，使得零件的制造时间缩短，提升生产效率，符合工业4.0的发展趋势。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备，其特征在于：包括工作台、数控转台、等离子堆焊机、多轴铣削机构及控制系统，所述工作台在水平方向上进行移动，所述工作台设置有台面板，所述数控转台设置在所述台面板上；所述等离子堆焊机包括等离子堆焊电源控制箱及等离子堆焊头机械机构，所述等离子堆焊电源控制箱设置在所述工作台外侧，所述等离子堆焊头机械机构设置在所述工作台上方；所述多轴铣削机构设置在所述台面板上方，所述控制系统外接连通互联网，所述控制系统与数控转台、等离子堆焊机及多轴铣削机构电性连接。

2.根据权利要求1所述的基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备，其特征在于：所述数控转台设置有转台座及加工平台，所述转台座固定设置在所述工作台上，所述转台座一侧设置有转盘，所述加工平台固定设置在所述转盘一侧。

3.根据权利要求2所述的基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备，其特征在于：所述加工平台上设置有加工转板。

4.根据权利要求1或2所述的基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备，其特征在于：所述等离子堆焊头机械机构设置有等离子堆焊喷枪。

5.根据权利要求1或2所述的基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3D打印设备，其特征在于：所述多轴铣削机构设置有高速铣削头。