CN205167568U - 大型3d打印与五轴联动一体机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大型3D打印与五轴联动一体机,包括工作台(1)和设置于工作台上的3D打印龙门架(2)、五轴加工龙门架(3),还包括数控系统(11);所述3D打印龙门架(2)和五轴加工龙门架(3)分别沿x轴导轨(4-1、4-2)水平移动,3D打印龙门架(2)和五轴加工龙门架(3)上分别设置有y轴方向移动组件(5-1、5-2),y轴方向移动组件(5-1、5-2)上分别设置有z轴升降机构一(6-1)和z轴升降机构二(6-2);所述z轴升降机构一(6-1)上连接有3D打印挤出头(7),z轴升降机构二(6-2)上连接有五轴加工头(8)。本实用新型在模具制造方面性能尤为突出,3D打印加工精度高,缩短了加工周期;采用数控CNC轴联动加工模具表面,使模具达到高标准的曲面,精度和复杂的造型。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种大型3D打印与五轴联动一体机,适用于3D打印与数控加工树脂、型砂、油泥、碳纤维、铝蜂窝、铝型材、石蜡、玻璃钢等各类材料,应用领域包括建筑、航空、轻轨、动车、汽车、船舶、游艇、家具等。
背景技术
3D打印是一种新兴的快速成型技术,能通过打印设备将特殊打印材料按照设计的3D模型逐层打印增加材料来制造三维产品,因此也被称作增材制造。3D打印技术综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术,被誉为“第三次工业革命”的核心技术。与传统制造技术相比,3D打印不必事先制造模具,不必在制造过程中去除大量的材料,也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品,在生产上具有结构易优化、制作效率和精密程度高、节约材料和节省能源等优势。
GRC(纤维增强混凝土)板具有外形复杂多变、造型各异的特点,其制造是在模具面上喷射GRC浆料固化而成。模具的制作是GRC板制备过程的关键环节,传统GRC模具是利用木板、石膏、水泥、硅胶等材料拼接制作而成,工序繁长,对模具工人的要求很高,费时费工。3D打印技术的兴起给了GRC模具制作另一个好的选择,利用3D打印自动化、效率高、节约材料和人工等优势,将价廉、可循环利用的材料一步打印成GRC所需的模具,进而制作GRC板,可以极大节约模具制作过程的材料和能源、缩短制作工期、提高制作效率,并极大提高GRC行业的自动化生产水平。但在实际应用中,由于GRC建筑模具尺寸较大,造型复杂,完全采用3D打印,存在模具加工精度不够,打印时间太长的问题。中国专利CN201520192813.5、CN201520105488.4中都分别提出一种3D打印与数控一体机,打印挤出头与数控加工头在同一龙门架上的,应用在大型建筑模具加工上,同步性差、加工精确度低、加工周期长。
实用新型内容
本实用新型针对上述不足之处提供一种大型3D打印与五轴联动一体机,通过双工位龙门架设计,在打印大体积的建筑构件模具的同时,加装精细切削加工模块,实现3D打印与数控加工一体成型。
大型3D打印与五轴联动一体机,通过以下技术方案实现:
所述大型3D打印与五轴联动一体机,包括工作台和设置于工作台上的3D打印龙门架、五轴加工龙门架;所述3D打印龙门架和五轴加工龙门架分别沿x轴导轨水平移动,3D打印龙门架上设置有y轴方向移动组件,y轴方向移动组件上设置有z轴升降机构一,z轴升降机构一配置有自动抱闸系统,在突然掉电的情况下,能锁住z坐标运动;所述五轴加工龙门架上设置有y轴方向移动组件,y轴方向移动组件上设置有z轴升降机构二,z轴升降机构二配置有自动抱闸系统,在突然掉电的情况下,能锁住z坐标运动;所述z轴升降机构一上连接有3D打印挤出头,z轴升降机构二上连接有五轴加工头;所述五轴加工头配置有两个数控连续回转轴A轴、C轴,可实现任意空间方向的五轴加工。
所述大型3D打印与五轴联动一体机配置有数控系统,可控制x轴、y轴及z轴的运动;可控制3D打印挤出头中打印材料的挤出,实现模具的打印;可对3D打印挤出头和五轴加工头的运转进行选择性控制或同步控制。
所述大型3D打印与五轴联动一体机设备配置有市售粉碎装置,进行模具材料回收再利用。
所述大型3D打印与五轴联动一体机的工作原理如下:生产时,首先根据模具的3D模型,由计算机生成3D打印和数控加工路线指令,并将生成的指令代码导入至数控系统;通过3D打印挤出头将模型材料熔容后挤出,打印出模具雏形;同步通过五轴加工头对模具进行数控加工,形成可回收使用的模具;在模具上通过喷涂预埋生产工艺进行产品生产;脱模后将模具材料粉碎后再利用。
本实用新型的有益效果为:
1、通过双工位龙门架设计,在打印大体积的建筑构件模具的同时,加装精细切削加工模块,实现3D打印与数控加工一体成型。
2、模具材料运用可回收材料替代原有不可回收材料,进行循环打印作业,节约资源。
3、数控系统根据3D路径代码加工GRC模具,采用数控CNC轴联动加工模具表面,大幅度减少3D打印加工精度要求和缩短加工周期,使模具达到高标准的曲面,精度和复杂的造型,比数控加工减材作业,余量少,效率提高10倍以上。
附图说明
图1是本实用新型大型3D打印与五轴联动一体机的结构示意图;
图2是五轴加工龙门架上y轴方向移动组件的局部示意图;
图3是3D打印龙门架上3D打印挤出头的局部示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述:
图中:1-工作台,2-3D打印龙门架,3-五轴加工龙门架,4-1和4-2-X轴导轨,5-1和5-2-y轴方向移动组件,6-1-z轴升降机构一,6-2-z轴升降机构二,7-3D打印挤出头,8-五轴加工头,9-数控连续回转轴A轴,10-数控连续回转轴C轴,11-数控系统。
如图1所示,大型3D打印与五轴联动一体机大型包括:工作台1和设置于工作台上的3D打印龙门架2、五轴加工龙门架3;3D打印龙门架2和五轴加工龙门架3分别沿x轴导轨4-1、4-2水平移动,3D打印龙门架2和五轴加工龙门架3上分别设置有y轴方向移动组件5-1、5-2,y轴方向移动组件5-1、5-2上分别设置有Z轴升降机构一6-1和Z轴升降机构二6-2,z轴升降机构一和z轴升降机构二配置有自动抱闸系统,在突然掉电的情况下,能锁住z坐标运动;z轴升降机构一6-1上连接有3D打印挤出头7,z轴升降机构二6-2上连接有五轴加工头8;五轴加工头8配置有两个数控连续回转轴A轴9、C轴10,可实现任意空间方向的五轴加工。
上述大型3D打印与五轴联动一体机还配置有数控系统11,用于控制x轴、y轴及z轴的运动;控制3D打印挤出头7中打印材料的挤出,实现模具的打印;对3D打印挤出头7和五轴加工头8的运转进行选择性控制或同步控制。
上述大型3D打印与五轴联动一体机设备还配置有市售粉碎装置,进行模具材料回收再利用。
上述大型3D打印与五轴联动一体机在进行生产时,首先根据模具的3D模型,由计算机生成3D打印和数控加工路线指令,并将生成的指令代码导入至数控系统11;通过3D挤出头7将模型材料熔容后挤出,打印出模具雏形;同步通过五轴加工头8对模具进行数控加工,形成可回收使用的模具;在模具上通过喷涂预埋生产工艺进行产品生产;脱模后将模具材料粉碎后再利用。
Claims (4)
1.一种大型3D打印和五轴联动一体机,其特征在于,包括工作台(1)和设置于工作台上的3D打印龙门架(2)、五轴加工龙门架(3),还包括数控系统(11);所述3D打印龙门架(2)和五轴加工龙门架(3)分别沿x轴导轨(4-1、4-2)水平移动,3D打印龙门架(2)和五轴加工龙门架(3)上分别设置有y轴方向移动组件(5-1、5-2),y轴方向移动组件(5-1、5-2)上分别设置有z轴升降机构一(6-1)和z轴升降机构二(6-2);所述z轴升降机构一(6-1)上连接有3D打印挤出头(7),z轴升降机构二(6-2)上连接有五轴加工头(8)。
2.根据权利要求1所述一种大型3D打印和五轴联动一体机,其特征在于,所述五轴加工头(8)配置有两个数控连续回转轴A轴(9)、C轴(10),可实现任意空间方向的五轴加工。
3.根据权利要求1所述一种大型3D打印和五轴联动一体机,其特征在于,所述z轴升降机构一和z轴升降机构二配置有自动抱闸系统,在突然掉电的情况下,能锁住z坐标运动。
4.根据权利要求1所述一种大型3D打印和五轴联动一体机,其特征在于,所述大型3D打印和五轴联动一体机配有粉碎装置。
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Cited By (3)
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CN105128344A (zh) * | 2015-10-23 | 2015-12-09 | 南京倍立达新材料系统工程股份有限公司 | 大型3d打印与五轴联动一体机 |
CN108927884A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-12-04 | 辽宁增材制造产业技术研究院有限公司 | 一种龙门式建筑水泥用3d打印方法及装置 |
CN113927891A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-14 | 深圳市犇犇手板模型有限公司 | 一种快速成型手板模型制造工艺 |
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CN113927891B (zh) * | 2021-10-13 | 2023-03-10 | 深圳市犇犇手板模型有限公司 | 一种快速成型手板模型制造工艺 |
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