CN207154778U - 一种数控切削与激光选区熔化复合型3d打印设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数控切削与激光选区熔化复合型3D打印设备，涉及3D打印设备技术领域，解决了现有设备连续工作性能差的问题，本实用新型包括箱体，箱体内上部设置有数控切削装置、激光装置、落粉装置，箱体内下部设置有两个并列的成形缸，激光装置处还设置有轨道，激光装置可以选择不同的成形缸进行零件加工，数控切削装置也可以对不同成形缸中的零件进行表面处理，本实用新型具有结构简单，可以同时对不同零件进行激光熔化成形或切削表面处理，提高了设备工作效率与连续性工作能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印设备技术领域，更具体的是涉及一种数控切削与激光选区熔化复合型 3D打印设备。
背景技术
3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
激光选区熔化技术是金属3D打印领域的重要部分，其采用精细聚焦光斑快速熔化预置粉末材料，几乎可以直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的功能零件，是一种极具发展前景的快速成型技术，配合加装数控切削设备，可以弥补其加工表面精度低，表面质量差的问题，但是目前激光选区熔化加工设备的连续性作业性能较差，在加工完零件的一个层面后，需要等待切削设备对零件进行进一步加工后才能进行下一层面的加工，效率较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：为了解决激光选区熔化技术加工设备连续性作业性能差的问题，本实用新型提供一种数控切削与激光选区熔化复合型3D打印设备。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种数控切削与激光选区熔化复合型3D打印设备，包括：成形箱与设置在成形箱底端中心的成形缸，成形箱中两端分别设置有数控切削装置与落粉装置，成形箱中在成形缸的正上方还设置有激光装置，其特征在于：成形缸包括水平并列设置的左成形缸与右成形缸，落粉装置包括左粉仓与右粉仓，左粉仓与右粉仓均固定在成形箱一端的顶部箱体上，左粉仓与右粉仓底端分别连接有左落粉器与右落粉器，左落粉器与右落粉器下方分别水平设置有铺粉轨道，铺粉轨道两端连接在成形箱下部箱体内壁上，铺粉轨道上分别设置有能够沿铺粉轨道水平位移的左铺粉装置与右铺粉装置，左铺粉装置与右铺粉装置分别与左成形缸与右成形缸对应，激光装置包括水平设置在成形箱上部箱体上的轨道与可以沿轨道移动的激光振镜机构，轨道的方向与铺粉轨道方向垂直，激光振镜机构上安装有定位装置。
进一步地，左铺粉装置与右铺粉装置均包括在铺粉轨道方向上并列设置的两只铺粉臂，左铺粉装置与右铺粉装置中的两只铺粉臂之间均有空隙。
进一步地，成形箱底部在左成形缸与右成形缸之间水平设置有档粉板，档粉板的方向与铺粉轨道7方向一致。
进一步地，数控切削装置包括定位移动装置、换刀装置以及设置在定位移动装置上的主轴，换刀装置包括可以水平旋转的圆形的卡盘。
进一步地，成形箱两端箱体上设置有惰性气体管，成形箱中还设置有氧气检测装置与气体循环系统。
本实用新型的有益效果如下：
1.设置两个成形缸，在一个成形缸中的零件的加工层面完成时，激光振镜机构可以通过轨道移动到另一个成形缸上方继续进行另一个零件的加工工作，这时数控切削装置同时对前一个零件进行表面处理，这样实现了加工设备的不间断连续作业能力，无需等待数控切削装置对零件的表面处理，节约了时间，提高了设备的工作效率；并且将粉仓设置在铺粉装置上方，使金属粉能在自身重力作用下下落至铺粉装置，不必再增加升降机构来运送金属粉，简化了落粉装置的结构，并且方便了粉仓的补粉工作，两个独立设置的铺粉装置保证了两个成形缸的铺粉工作互不影响。
2.并列设置两只铺粉臂，使金属粉通过落粉器下落至两只铺粉臂之间的空隙中，这样设置使得金属粉通过两只铺粉臂的控制铺粉，不会散落，提高金属粉的利用率。
3.挡粉板能够保证在一个成形缸的铺粉装置工作时，其金属粉不会落入另一个成形缸中，实现两个成形缸独立工作互不受影响。
4.数控切削设备可以通过换刀装置来进行换刀，以进行不同的零件表面处理，使不同零件的表面质量与尺寸精度问题得以解决。
5.金属粉末在激光的高温作用下很容易与空气中的氧气产生反应，影响成形零件加工的质量，通过通入惰性气体来对成形过程中的零件进行保护，有效防止了其与其他气体进行反应，并通过氧气检测装置实时对成形箱中的含氧量进行监测，有效的预防了因设备密封问题而导致氧气进入成形箱影响零件质量。
附图说明
图1是本实用新型的设备主视图；
图2是本实用新型设备主视图A-A截面的视图；
图3是本实用新型实施例6的设备主视图；
图4是本实用新型实施例6设备主视图B-B截面的视图；
附图标记：1-成形箱，3-激光振镜机构，3a-左激光振镜机构，3b-右激光振镜机构，4-进粉口,5a- 左粉仓，5b-右粉仓，6a-左落粉器，6b-右落粉器，7-铺粉轨道，8a-左铺粉装置，8b-右铺粉装置， 9-成形平台，10-右成形缸，11-主轴，12-挡粉板，13-定位移动装置，14-卡盘，15-轨道，16-惰性气体管，17-左成形缸。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
一种数控切削与激光选区熔化复合型3D打印设备，包括：成形箱1与设置在成形箱1底端中心的成形缸，成形箱1中两端分别设置有数控切削装置与落粉装置，成形箱1中在成形缸的正上方还设置有激光装置，其特征在于：成形缸包括水平并列设置的左成形缸17与右成形缸10，落粉装置包括左粉仓5a与右粉仓5b，左粉仓5a与右粉仓5b均固定在成形箱1一端的顶部箱体上，左粉仓5a与右粉仓5b底端分别连接有左落粉器6a与右落粉器6b，左落粉器6a与右落粉器6b下方分别水平设置有铺粉轨道7，铺粉轨道7两端连接在成形箱1下部箱体内壁上，铺粉轨道7上分别设置有能够沿铺粉轨道7水平位移的左铺粉装置8a与右铺粉装置8b，左铺粉装置8a与右铺粉装置 8b分别与左成形缸17与右成形缸10对应，激光装置包括水平设置在成形箱1上部箱体上的轨道 15与可以沿轨道15移动的激光振镜机构3，轨道15的方向与铺粉轨道7方向垂直，激光振镜机构 3上安装有定位装置。
工作原理：当左成形缸17与右成形缸10其中一个的零件当前层面激光熔化成形加工完成时，激光振镜装置3通过轨道15移动至另一个成形缸上方对其中的零件进行熔化成形加工，同时数控切削装置对已经熔化成形的零件进行表面处理，当两个成形缸中零件的表面处理与熔化成形加工分别完成时，激光振镜装置3通过轨道15移动对表面处理完成的零件进行下一层面的成形加工，同时数控切削装置移动另一个成形缸对熔化成形的零件进行表面处理，期间左铺粉装置8a与右铺粉装置8b来回独立进行左成形缸17与右成形缸10的铺粉工作，如此重复，直至两个零件加工完成，当粉仓内金属粉量不足时，可以通过粉仓顶端的进粉口4补充金属粉。
设置两个成形缸，在一个成形缸中的零件的加工层面完成时，激光振镜机构可以通过轨道移动到另一个成形缸上方继续进行另一个零件的加工工作，这时数控切削装置同时对前一个零件进行表面处理，这样实现了加工设备的不间断连续作业能力，无需等待数控切削装置对零件的表面处理，节约了时间，提高了设备的工作效率；将粉仓设置在铺粉装置上方，使金属粉能在自身重力作用下下落至铺粉装置，不必再增加升降机构来运送金属粉，简化了落粉装置的结构，并且方便了粉仓的补粉工作，两个独立设置的铺粉装置保证了两个成形缸的铺粉工作互不影响。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上进行改进：
左铺粉装置8a与右铺粉装置8b均包括在铺粉轨道7方向上并列设置的两只铺粉臂，左铺粉装置8a与右铺粉装置8b中的两只铺粉臂之间均有空隙。
以上改进优点在于：并列设置两只铺粉臂，使金属粉通过落粉器下落至两只铺粉臂之间的空隙中，这样设置使得金属粉通过两只铺粉臂的控制铺粉，不会散落，提高金属粉的利用率。
实施例3
本实施例是在以上实施的基础上进行改进：
成形箱1底部在左成形缸17与右成形缸10之间水平设置有档粉板12，档粉板12的方向与铺粉轨道7方向一致。
以上改进优点在于：挡粉板能够保证在一个成形缸的铺粉装置工作时，其金属粉不会落入另一个成形缸中，实现两个成形缸独立工作互不受影响。
实施例4
本实施例是在以上实施的基础上进行改进：
数控切削装置包括定位移动装置13、换刀装置以及设置在定位移动装置13上的主轴11，换刀装置包括可以水平旋转的圆形的卡盘14。
以上改进优点在于：数控切削设备可以通过换刀装置来进行换刀，以进行不同的零件表面处理，使不同零件的表面质量与尺寸精度问题得以解决。
实施例5
本实施例是在以上实施的基础上进行改进：
成形箱1两端箱体上设置有惰性气体管16，成形箱1中还设置有氧气检测装置与气体循环系统。
以上改进优点在于：金属粉末在激光的高温作用下很容易与空气中的氧气产生反应，影响成形零件加工的质量，通过通入惰性气体来对成形过程中的零件进行保护，有效防止了其与其他气体进行反应，并通过氧气检测装置实时对成形箱中的含氧量进行监测，有效的预防了因设备密封问题而导致氧气进入成形箱影响零件质量。
实施例6
本实施例是在以上实施的基础上进行改进：
激光装置中设置左激光振镜机构3a与右激光振镜机构3b来代替激光振镜机构3与轨道15，左激光振镜机构3a与右激光振镜机构3b分别固定设置在左成形缸17与右成形缸10正上方的成形箱1顶端箱体上。
以上改进优点在于：左激光振镜机构与右激光振镜机构分别固定与左成形缸17与右成形缸10 配合工作，双激光振镜不用再像单激光振镜那样需要通过轨道进行位移，使激光振镜工作运行更加稳定，并且简化了激光装置的结构。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种数控切削与激光选区熔化复合型3D打印设备，包括：成形箱(1)与设置在成形箱(1)底端中心的成形缸，成形箱(1)中两端分别设置有数控切削装置与落粉装置，成形箱(1)中在成形缸的正上方还设置有激光装置，其特征在于：成形缸包括水平并列设置的左成形缸(17)与右成形缸(10)，落粉装置包括左粉仓(5a)与右粉仓(5b)，左粉仓(5a)与右粉仓(5b)均固定在成形箱(1)一端的顶部箱体上，左粉仓(5a)与右粉仓(5b)底端分别连接有左落粉器(6a)与右落粉器(6b)，左落粉器(6a)与右落粉器(6b)下方分别水平设置有铺粉轨道(7)，铺粉轨道(7)两端连接在成形箱(1)下部箱体内壁上，铺粉轨道(7)上分别设置有能够沿铺粉轨道(7)水平位移的左铺粉装置(8a)与右铺粉装置(8b)，左铺粉装置(8a)与右铺粉装置(8b)分别与左成形缸(17)与右成形缸(10)对应，激光装置包括水平设置在成形箱(1)上部箱体上的轨道(15)与可以沿轨道(15)移动的激光振镜机构(3)，轨道(15)的方向与铺粉轨道(7)方向垂直，激光振镜机构(3)上安装有定位装置。
2.根据权利要求1所述的数控切削与激光选区熔化复合型3D打印设备，其特征在于：左铺粉装置(8a)与右铺粉装置(8b)均包括在铺粉轨道(7)方向上并列设置的两只铺粉臂，左铺粉装置(8a)与右铺粉装置(8b)中的两只铺粉臂之间均有空隙。
3.根据权利要求1或2所述的数控切削与激光选区熔化复合型3D打印设备，其特征在于：成形箱(1)底部在左成形缸(17)与右成形缸(10)之间水平设置有档粉板(12)，档粉板(12)的方向与铺粉轨道(7)方向一致。
4.根据权利要求3所述的数控切削与激光选区熔化复合型3D打印设备，其特征在于：所述的数控切削装置包括定位移动装置(13)、换刀装置以及设置在定位移动装置(13)上的主轴(11)，换刀装置包括可以水平旋转的圆形的卡盘(14)。
5.根据权利要求4所述的数控切削与激光选区熔化复合型3D打印设备，其特征在于：成形箱(1)两端箱体上设置有惰性气体管(16)，成形箱(1)中还设置有氧气检测装置与气体循环系统。
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