CN205888556U - 一种焊接与铣削复合型金属3d打印机 - Google Patents

Abstract

一种焊接与铣削复合型金属3D打印机，其回转台基座设置在底座上，Z向立柱竖直固装在回转台基座上，升降台安装在Z向立柱上，升降台沿Z向立柱具有竖直方向直线移动自由度；第一、第二X向悬臂梁水平固连在升降台的对侧；MIG焊枪固定安装在焊枪定位滑台上，焊枪定位滑台设置在第一X向悬臂梁上，焊枪定位滑台沿第一X向悬臂梁具有水平方向直线移动自由度；铣刀盘安装在铣削加工主轴箱底部，铣削加工主轴箱设置在第二X向悬臂梁上，铣削加工主轴箱沿第二X向悬臂梁具有水平方向直线移动自由度；零件打印台设置在回转台基座侧方的底座上，零件打印台位于第一、第二X向悬臂梁的下方，零件打印台相对于底座具有水平方向直线移动自由度。

Description

一种焊接与铣削复合型金属3D打印机

技术领域

本实用新型属于金属3D打印设备技术领域，特别是涉及一种焊接与铣削复合型金属3D打印机。

背景技术

传统的金属3D打印技术，又称为激光增材制造技术(Laser AdditiveManufacturing，简称LAM)，是以合金粉末为原料，通过高功率激光对合金粉末进行原位熔化，并使熔融状态的合金粉末快速凝固并逐级沉积来制造实体零件。

传统的金属3D打印技术受限于打印成本，应用范围主要集中在航空航天领域，并没有大范围推广使用，导致以金属3D打印技术制造零件优势很难得到充分发挥。

为了降低金属3D打印技术的应用成本，相关技术人员便考虑将“激光增材制造”变为“焊接增材制造”，将3D打印原材料从合金粉末变为焊丝，同时也出现了一些基于焊接技术的3D打印设备，但受到焊接增材原理的限制，与传统激光增材制造的3D实体零件相比，其制造精度不高，打印好的实体零件必须进行二次加工才能满足要求，因此，基于焊接技术的3D打印设备的技术优势并非十分明显，目前也没有成功实现推广。

为了进一步提高基于焊接技术的3D打印设备的成本优势，相关技术人员提出了全新的设想，希望将基于焊接技术的3D打印设备与数控机床进行结合，从而构成一套具备3D打印与数控加工为一体的新型金属3D打印设备，而相关单位和企业也都在为此进行努力。

但是，以何种方式来实现3D打印与数控加工的结合，目前仍然没有一套行之有效的方案出现，尽管部分单位和企业也曾设计出一些试验样机，但实际使用效果并不理想，主要体现在3D打印与数控加工的结合方式上，由于结合方式欠佳，导致设备成本居高不下，而且零件制造加工效率普遍偏低，与激光金属3D打印机相比仍然没有优势可言。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种焊接与铣削复合型金属3D打印机，具有设备成本低、零件制造加工效率高及零件制造精度高的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种焊接与铣削复合型金属3D打印机，包括底座、回转台基座、Z向立柱、升降台、第一X向悬臂梁、第二X向悬臂梁、MIG焊枪、焊枪定位滑台、铣刀盘、铣削加工主轴箱及零件打印台；

所述回转台基座设置在底座上，所述Z向立柱竖直固装在回转台基座上，所述升降台安装在Z向立柱上，升降台沿Z向立柱具有竖直方向的直线移动自由度；所述第一X向悬臂梁水平固连在升降台一侧，所述第二X向悬臂梁水平固连在升降台另一侧，且第一X向悬臂梁与第二X向悬臂梁位于同一条直线上；所述MIG焊枪固定安装在焊枪定位滑台上，焊枪定位滑台设置在第一X向悬臂梁上，焊枪定位滑台沿第一X向悬臂梁具有水平方向的直线移动自由度；所述铣刀盘安装在铣削加工主轴箱底部，铣削加工主轴箱设置在第二X向悬臂梁上，铣削加工主轴箱沿第二X向悬臂梁具有水平方向的直线移动自由度；所述零件打印台设置在回转台基座侧方的底座上，且零件打印台位于第一X向悬臂梁及第二X向悬臂梁的下方，零件打印台相对于底座具有水平方向的直线移动自由度。

在所述Z向立柱内竖直安装有Z向丝杠，在Z向立柱顶部安装有Z向升降驱动电机，Z向升降驱动电机的电机轴与Z向丝杠顶端相固连，在Z向丝杠上套装有Z向丝母，Z向丝母与升降台相固连，升降台与Z向立柱之间滑动接触配合。

在所述第一X向悬臂梁内水平安装有第一X向丝杠，在第一X向悬臂梁外端安装有第一X向平移驱动电机，第一X向平移驱动电机的电机轴与第一X向丝杠外端相固连，在第一X向丝杠上套装有第一X向丝母，第一X向丝母与焊枪定位滑台相固连，焊枪定位滑台与第一X向悬臂梁之间滑动接触配合。

在所述第二X向悬臂梁内水平安装有第二X向丝杠，在第二X向悬臂梁外端安装有第二X向平移驱动电机，第二X向平移驱动电机的电机轴与第二X向丝杠外端相固连，在第二X向丝杠上套装有第二X向丝母，第二X向丝母与铣削加工主轴箱相固连，铣削加工主轴箱与第二X向悬臂梁之间滑动接触配合。

在所述底座上平行设置有两根Y向导轨，在Y向导轨上设置有Y向滑块，所述零件打印台固定安装在Y向滑块上；在两根所述Y向导轨之间设置有一根Y向丝杠，Y向丝杠与Y向导轨相平行，Y向丝杠一端连接有Y向平移驱动电机，Y向平移驱动电机固定安装在底座上；在所述Y向丝杠上套装有Y向丝母，Y向丝母与零件打印台相固连。

本实用新型的有益效果：

本实用新型与现有技术相比，将“3D焊接打印”与“数控铣削加工”进行了巧妙结合，有效降低了设备成本；本实用新型还可根据零件加工要求的不同，灵活选择零件的加工方式，可采用先“打印”后“铣削”的加工方式，也可采用“打印”与“铣削”交替进行的加工方式，有效提高了零件的制造加工效率和制造精度。

附图说明

图1为本实用新型的一种焊接与铣削复合型金属3D打印机(处于焊接打印位)结构示意图；

图2为本实用新型的一种焊接与铣削复合型金属3D打印机(处于铣削加工位)结构示意图；

图中，1—底座，2—回转台基座，3—Z向立柱，4—升降台，5—第一X向悬臂梁，6—第二X向悬臂梁，7—MIG焊枪，8—焊枪定位滑台，9—铣刀盘，10—铣削加工主轴箱，11—零件打印台，12—Z向丝杠，13—Z向升降驱动电机，14—第一X向丝杠，15—第一X向平移驱动电机，16—第二X向丝杠，17—第二X向平移驱动电机，18—Y向导轨，19—Y向滑块，20—Y向丝杠，21—Y向平移驱动电机，22—Y向丝母。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种焊接与铣削复合型金属3D打印机，包括底座1、回转台基座2、Z向立柱3、升降台4、第一X向悬臂梁5、第二X向悬臂梁6、MIG焊枪7、焊枪定位滑台8、铣刀盘9、铣削加工主轴箱10及零件打印台11；

所述回转台基座2设置在底座1上，所述Z向立柱3竖直固装在回转台基座2上，所述升降台4安装在Z向立柱3上，升降台4沿Z向立柱3具有竖直方向的直线移动自由度；所述第一X向悬臂梁5水平固连在升降台4一侧，所述第二X向悬臂梁6水平固连在升降台4另一侧，且第一X向悬臂梁5与第二X向悬臂梁6位于同一条直线上；所述MIG焊枪7固定安装在焊枪定位滑台8上，焊枪定位滑台8设置在第一X向悬臂梁5上，焊枪定位滑台8沿第一X向悬臂梁5具有水平方向的直线移动自由度；所述铣刀盘9安装在铣削加工主轴箱10底部，铣削加工主轴箱10设置在第二X向悬臂梁6上，铣削加工主轴箱10沿第二X向悬臂梁6具有水平方向的直线移动自由度；所述零件打印台11设置在回转台基座2侧方的底座1上，且零件打印台11位于第一X向悬臂梁5及第二X向悬臂梁6的下方，零件打印台11相对于底座1具有水平方向的直线移动自由度。

在所述Z向立柱3内竖直安装有Z向丝杠12，在Z向立柱3顶部安装有Z向升降驱动电机13，Z向升降驱动电机13的电机轴与Z向丝杠12顶端相固连，在Z向丝杠12上套装有Z向丝母，Z向丝母与升降台4相固连，升降台4与Z向立柱3之间滑动接触配合。

在所述第一X向悬臂梁5内水平安装有第一X向丝杠14，在第一X向悬臂梁5外端安装有第一X向平移驱动电机15，第一X向平移驱动电机15的电机轴与第一X向丝杠14外端相固连，在第一X向丝杠14上套装有第一X向丝母，第一X向丝母与焊枪定位滑台8相固连，焊枪定位滑台8与第一X向悬臂梁5之间滑动接触配合。

在所述第二X向悬臂梁6内水平安装有第二X向丝杠16，在第二X向悬臂梁6外端安装有第二X向平移驱动电机17，第二X向平移驱动电机17的电机轴与第二X向丝杠16外端相固连，在第二X向丝杠16上套装有第二X向丝母，第二X向丝母与铣削加工主轴箱10相固连，铣削加工主轴箱10与第二X向悬臂梁6之间滑动接触配合。

在所述底座1上平行设置有两根Y向导轨18，在Y向导轨18上设置有Y向滑块19，所述零件打印台11固定安装在Y向滑块19上；在两根所述Y向导轨18之间设置有一根Y向丝杠20，Y向丝杠20与Y向导轨18相平行，Y向丝杠20一端连接有Y向平移驱动电机21，Y向平移驱动电机21固定安装在底座1上；在所述Y向丝杠20上套装有Y向丝母22，Y向丝母22与零件打印台11相固连。

下面结合附图说明本实用新型的一次使用过程：

在进行零件打印前，首先将MIG焊枪7与MIG焊机连接，以利用熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)进行焊接打印，将MIG焊机与主控计算机相连，将回转台基座2和铣削加工主轴箱10的内置驱动电机与主控计算机相连，将Z向升降驱动电机13、第一X向平移驱动电机15、第二X向平移驱动电机17及Y向平移驱动电机21与主控计算机相连，并通过主控计算机统一控制上述设备部件的动作执行。

开始零件打印，控制回转台基座2转动，再将MIG焊枪7移动至零件打印台11上方，执行主控计算机内的打印程序，同时通过控制Z向升降驱动电机13、第一X向平移驱动电机15及Y向平移驱动电机21实现三轴联动，直至零件打印完成。

开始零件铣削，控制回转台基座2旋转180°，再将铣刀盘9移动至零件打印台11上方，执行主控计算机内的铣削程序，同时通过控制Z向升降驱动电机13、第二X向平移驱动电机17及Y向平移驱动电机21实现三轴联动，直至零件铣削完成。

根据零件加工要求的不同，还可以选择“打印”和“铣削”交替进行的工作方式，从而灵活满足了零件的高效高精度制造要求，与现有基于焊接的3D打印设备相比，本实用新型将“3D焊接打印”与“数控铣削加工”进行了巧妙结合，不但有效降低了设备成本，而且兼顾有零件制造加工效率高以及零件制造精度高的特点。

实施例中的方案并非用以限制本实用新型的专利保护范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种焊接与铣削复合型金属3D打印机，其特征在于：包括底座、回转台基座、Z向立柱、升降台、第一X向悬臂梁、第二X向悬臂梁、MIG焊枪、焊枪定位滑台、铣刀盘、铣削加工主轴箱及零件打印台；

所述回转台基座设置在底座上，所述Z向立柱竖直固装在回转台基座上，所述升降台安装在Z向立柱上，升降台沿Z向立柱具有竖直方向的直线移动自由度；所述第一X向悬臂梁水平固连在升降台一侧，所述第二X向悬臂梁水平固连在升降台另一侧，且第一X向悬臂梁与第二X向悬臂梁位于同一条直线上；所述MIG焊枪固定安装在焊枪定位滑台上，焊枪定位滑台设置在第一X向悬臂梁上，焊枪定位滑台沿第一X向悬臂梁具有水平方向的直线移动自由度；所述铣刀盘安装在铣削加工主轴箱底部，铣削加工主轴箱设置在第二X向悬臂梁上，铣削加工主轴箱沿第二X向悬臂梁具有水平方向的直线移动自由度；所述零件打印台设置在回转台基座侧方的底座上，且零件打印台位于第一X向悬臂梁及第二X向悬臂梁的下方，零件打印台相对于底座具有水平方向的直线移动自由度。

2.根据权利要求1所述的一种焊接与铣削复合型金属3D打印机，其特征在于：在所述Z向立柱内竖直安装有Z向丝杠，在Z向立柱顶部安装有Z向升降驱动电机，Z向升降驱动电机的电机轴与Z向丝杠顶端相固连，在Z向丝杠上套装有Z向丝母，Z向丝母与升降台相固连，升降台与Z向立柱之间滑动接触配合。

3.根据权利要求1所述的一种焊接与铣削复合型金属3D打印机，其特征在于：在所述第一X向悬臂梁内水平安装有第一X向丝杠，在第一X向悬臂梁外端安装有第一X向平移驱动电机，第一X向平移驱动电机的电机轴与第一X向丝杠外端相固连，在第一X向丝杠上套装有第一X向丝母，第一X向丝母与焊枪定位滑台相固连，焊枪定位滑台与第一X向悬臂梁之间滑动接触配合。

4.根据权利要求1所述的一种焊接与铣削复合型金属3D打印机，其特征在于：在所述第二X向悬臂梁内水平安装有第二X向丝杠，在第二X向悬臂梁外端安装有第二X向平移驱动电机，第二X向平移驱动电机的电机轴与第二X向丝杠外端相固连，在第二X向丝杠上套装有第二X向丝母，第二X向丝母与铣削加工主轴箱相固连，铣削加工主轴箱与第二X向悬臂梁之间滑动接触配合。

5.根据权利要求1所述的一种焊接与铣削复合型金属3D打印机，其特征在于：在所述底座上平行设置有两根Y向导轨，在Y向导轨上设置有Y向滑块，所述零件打印台固定安装在Y向滑块上；在两根所述Y向导轨之间设置有一根Y向丝杠，Y向丝杠与Y向导轨相平行，Y向丝杠一端连接有Y向平移驱动电机，Y向平移驱动电机固定安装在底座上；在所述Y向丝杠上套装有Y向丝母，Y向丝母与零件打印台相固连。