CN209999691U - 3d打印激光雕刻cnc雕铣一体化复合设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备由运动机构和加工模块构成。所述运动机构由X轴向运动装置1、Y轴向运动装置2、Z轴向运动装置3构成。Z轴向运动装置3由对称设置且具有同步升降功能的升降装置Ⅰ31、升降装置Ⅱ32和升降横梁33构成。X轴向运动装置1设置在Z轴向运动装置3的升降横梁33上，其包括有伺服电机Ⅲ11、导轨12、滑块13、传动带Ⅰ14。Y轴向运动装置2包括有伺服电机Ⅳ21、传动带Ⅱ22、滑轨23和可在滑轨23上移动的工作台面板24。所述运动机构上设置有磁吸座41，所述运动机构可通过磁吸座41更换不同的加工模块。加工模块包括3D打印装置6、激光雕刻装置7、CNC雕刻铣装置8。

Description

3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备

技术领域

本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，涉及增材制造领域，特别涉及一种具有3D打印激光雕刻CNC雕铣三位一体的复合设备。

背景技术

目前在非金属硬质材料产品的单个样本或者小批量试产所采用的加工方法有3D打印、激光雕刻、CNC雕铣。3D打印是使用ABS塑料、PLA(聚乳酸)为原料通过计算机技术使得原料受热融化再成型的一种加工工艺。在3D成型后的工件精度较差，无法在表面生成细微的图形且空洞易变形无法直接打印出螺纹。激光雕刻是激光器发射高能量光聚焦在一个小点在工件上燃烧腐蚀从而使得电能转化为热能，这仅限于已有的工件上进行二次加工，无法直接加工出工件。CNC 雕铣是通过高速步进电机在工件上切削、打孔、攻螺纹等工艺使得电能转化为机械能，但由于属于切削加工，加工效率低下无法成型复杂的工件。一件精确度、表面粗糙度等指标要求较高的产品，加工需要经过3D打印机成型粗加工再结合激光雕刻机或CNC雕铣机精加工来完成。在加工过程中不但需要的更换不同的设备，而且还需要在不同设备的工作台面板是加装不同的工件固装治具。经上述工艺设备制造的产品成本高、时间长，且在不同设备上装夹半成品工件时容易产生装夹误差。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备。所述设备由运动机构和加工模块构成，运动机构上设置有磁吸座，运动机构可通过磁吸座更换不同的加工模块。运动机构由X轴向运动装置、Y 轴向运动装置、Z轴向运动装置构成，加工模块包括有3D打印装置、激光雕刻装置、CNC雕铣装置。所述磁吸座，磁吸座上制有连接定位槽。3D打印装置、激光雕刻装置、CNC雕铣装置上设置有磁吸金属材料制成的连接定位板。所述磁吸座连接定位槽与加工模块上设置的连接定位板外形和尺寸相一致，连接定位槽配合连接定位板可使加工模块精确定位到所述复合设备的运动机构上。

具体的，所述Z轴向运动装置由对称设置且具有同步升降功能的升降装置和升降横梁构成。X轴向运动装置设置在Z轴向运动装置的升降横梁上。Y轴向运动装置包括有伺服电机Ⅳ、传动带Ⅱ、滑轨和可在滑轨上移动的工作台面板。

具体的3D打印装置由主架体、投送料装置和挤出装置构成。激光雕刻装置又激光管和散热器构成。CNC雕铣装置由直流电机、紧固卡圈、主轴、刀柄、雕铣刀构成。

本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备其有益的效果是，其具有在一台加工设备上可完成3D打印、激光雕刻、CNC雕铣三种加工模式，其 3D打印模块、激光雕刻模块、CNC雕铣模块三种加工模块共用一组具有联动功能的X/Y/Z三轴机架和工作台面板。在产品加工中上述三种加工模块通过磁吸座在三轴机架上快速拆卸更换，其具有定位准、加工精度高、加工时间短、效率高、产品表面无加工接痕和产品工件一次装夹三种模式加工成型等诸多优点。特别适用于增材制造、特种表面加工成型领域的单个样本产品或者小批量试产的加工需求。

附图说明

图1本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备X/Y/Z三轴机架三维轴测图

图2本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备X/Z三维轴测图

图3本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备3D打印装置三维轴测图

图4本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备投送料装置三维轴测图

图5本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备激光雕刻装置三维轴测图

图6本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备CNC雕铣装置三维轴测图

图7本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备磁吸座横刨面图(一)

图8本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备磁吸座横刨面图(二)

图9本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备磁吸座三维轴测图

图10本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备磁吸座与激光雕刻装置连接三维轴测图

具体实施方式

本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备运动机构如图1图2 所示，所述运动机构由X轴向运动装置1、Y轴向运动装置2、Z轴向运动装置 3构成。

具体的，所述Z轴向运动装置3由对称设置且具有同步升降功能的升降装置Ⅰ31、升降装置Ⅱ32和升降横梁33构成。升降装置Ⅰ31、升降装置Ⅱ32分别由伺服电机Ⅰ31a、伺服电机Ⅱ31b和丝杠Ⅰ32a、丝杠Ⅱ32b构成，所述丝杠Ⅰ32a、丝杠Ⅱ32b的一端分别与伺服电机Ⅰ31a、伺服电机Ⅱ31b的转子端固定连接，其另一端与所述升降横梁33的两端螺纹连接。所述伺服电机Ⅰ31a、伺服电机Ⅱ31b 驱动丝杠Ⅰ32a、丝杠32b顺逆转动从而驱动所述升降横梁33步进式上下移动以实现所述Z轴向运动装置的运动功能。

具体的，所述X轴向运动装置1设置在Z轴向运动装置3的升降横梁33上，其包括有伺服电机Ⅲ11、导轨12、滑块13、传动带Ⅰ14。所述伺服电机Ⅲ11与传动带14旋转连接，滑块13滑动连接在导轨12上。所述伺服电机Ⅲ11顺逆转动带动传动带Ⅰ14旋转从而驱动滑块13在所述导轨12横向步进式往复移动以实现所述X轴向运动装置的运动功能。

具体的，所述Y轴向运动装置2包括有伺服电机Ⅳ21、传动带Ⅱ22、滑轨 23和可在滑轨23上移动的工作台面板24，所述伺服电机Ⅳ21与传动带Ⅱ22旋转连接。所述伺服电机Ⅲ11顺逆转动带动传动带Ⅰ14旋转从而驱动工作台面板 24在所述滑轨23纵向步进式往复移动以实现所述Y轴向运动装置的运动功能。

具体的，如图1图2所示本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备其磁吸座41固定设置在X轴向运动装置1的滑块13上。

本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备加工模块如图3图4 图5图6所示所述加工模块包括3D打印装置6、激光雕刻装置7、CNC雕刻铣装置8。所述3D打印装置6、激光雕刻装置7、CNC雕铣装置8上设置有磁吸金属材料制成的连接定位板9。

具体的，图3所示所述3D打印装置6由主架体60、投送料装置61和挤出装置62构成。所述投送料装置61包括有连接块611、步进电机612和减速送料机构613，所述步进电机612由连接块611固定连接在主架体60上，减速送料机构613固定设置在主架体60。所述挤出装置62由固定连接在主架体60上的加热块621和出料铜嘴622构成。

具体的，图4所示所述减速送料机构613由主动齿轮613a、从动齿轮613b、送料齿轮613c、压紧盒613d、导轮架613e、送料导轮613f构成。所述主动齿轮613a的一端与主架体60可旋转固定连接，其另一端与步进电机612转子固定连接。所述从动齿轮613b的一端与主架体60可旋转固定连接，其轮盘上的轮齿与主动齿轮613a的轮齿啮合，从动齿轮613b的一侧面是固定连接送料齿轮613c，所述主动齿轮613a驱动从动齿轮613b旋转，所述从动齿轮613b带动送料齿轮613c旋转。所述压紧盒613d固定设置在主架体60上，其内部的弹簧部件连接在导轮架613e的一侧。所述导轮架613e上连接送料导轮613f，其一端通过旋转轴613e1连接在主架体60上。所述压紧盒613d内的弹簧部件可带动导轮架613e和送料导轮613f在弹性部件的弹性范围内运动。

具体的，所述3D打印装置6的工作步骤与原理如图4所示，打印耗材棒体 A由连接块611上的投料孔611a进入减速送料机构613,耗材棒体A在送料齿轮613c的带动和送料导轮613f弹性的压力下进入挤出装置62，由加热块621 融化后在从出料铜嘴622挤出。所述耗材棒体A的圆度、粗细不均和表面光洁度的因素在送料导轮613f弹性摆动的作用下均不会影响投送料装置61的投料精度与速度。

具体的，如图5所示激光雕刻装置7由激光管71和散热器72构成。在激光管71工作过程中由电能转化为光能再转化为热能，激光管71会产生热能，如长时间工作可能将会导致激光管71烧毁，较佳的在激光管71包裹着散热器72，达到散热保护激光管71的效果。

具体的，如图6所示CNC雕铣装置8由直流电机81、紧固卡圈82、主轴83、刀柄84、雕铣刀85构成。所述CNC雕铣装置8通过更换不同孔径规格的刀柄84 加装不同种类和直径的的雕铣刀85。

本实用新型3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备磁吸座41如图7—图 10所示，所述磁吸座41上设置有连接定位槽40。所述连接定位槽40与加工模块上设置的连接定位板9外形和尺寸相一致，连接定位槽40配合连接定位板9 可使加工模块精确定位到所述复合设备的运动机构上。

具体的，如图7图8所示所述磁吸座41包括有外壳体411、外壳体411上设置有的开关412和其内部设置的两个旋转的金属块413、磁铁块414。为增强磁力效果减少不必要的磁力干扰。所述外壳体411由非磁性金属制成，其内部设置两个可旋转的金属块413的一端分别固设连接有磁铁块414。所述两个磁铁块 414的磁极S\N方向优选为相反设置。

具体的，所述磁吸座41的工作原理如图7—图10所示旋转开关412与磁吸座41横向平行时，两个磁吸金属块413向相反的方向旋转，磁铁块414的N极和S极分别指向左右两侧，此时磁吸座41不磁吸合加工模块是设置的由磁性金属材质制成的连接定位板9。旋转开关412与磁吸座41纵向垂直时，磁铁块414 的N极和S同时指向连接定位槽40，此时磁吸座41磁吸合加工模块的连接定位板9，以完所述复合设备的运动机构与加工模块的固装与更换。

以上是本实用新型实施例所提供的3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备的详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，所述设备由运动机构和加工模块构成，其特征在于，所述运动机构上设置有磁吸座(41)，所述运动机构可通过磁吸座(41)更换不同的加工模块；

所述运动机构由X轴向运动装置(1)、Y轴向运动装置(2)、Z轴向运动装置(3)构成；

所述加工模块包括3D打印装置(6)、激光雕刻装置(7)、CNC雕铣装置(8)；

所述3D打印装置(6)、激光雕刻装置(7)、CNC雕铣装置(8)上设置有磁吸金属材料制成的连接定位板(9)。

2.根据权利要求1所述的3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，其特征在于，所述Z轴向运动装置(3)由对称设置且具有同步升降功能的升降装置Ⅰ(31)、升降装置Ⅱ(32)和升降横梁(33)构成。

3.根据权利要求2所述的3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，其特征在于，所述升降装置Ⅰ(31)、升降装置Ⅱ(32)分别由伺服电机Ⅰ(31a)、伺服电机Ⅱ(31b)和丝杠Ⅰ(32a)、丝杠Ⅱ(32b)构成。

4.根据权利要求1所述的3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，其特征在于，所述X轴向运动装置(1)设置在Z轴向运动装置(3)的升降横梁(33)上；其包括有伺服电机Ⅲ(11)、导轨(12)、滑块(13)、传动带Ⅰ(14)；

所述磁吸座(41)固定设置在滑块(13)上。

5.根据权利要求1所述的3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，其特征在于，所述Y轴向运动装置(2)包括有伺服电机Ⅳ(21)、传动带Ⅱ(22)、滑轨(23)和可在滑轨(23)上移动的工作台面板(24)。

6.根据权利要求1所述的3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，其特征在于，所述3D打印装置(6)由主架体(60)、投送料装置(61)和挤出装置(62)构成；

所述投送料装置(61)包括有连接块(611)、步进电机(612)和减速送料机构(613)构成；

所述挤出装置(62)由固定连接在主架体(60)上的加热块(621)、和出料铜嘴(622)构成。

7.根据权利要求6所述的3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，其特征在于，所述减速送料机构(613)由主动齿轮(613a)、从动齿轮(613b)、送料齿轮(613c)、压紧盒(613d)、导轮架(613e)、送料导轮(613f)构成；

所述主动齿轮(613a)与步进电机(612)相连接。

8.根据权利要求1所述的3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，其特征在于，所述激光雕刻装置(7)由包括激光管(71)和散热器(72)构成；

所述CNC雕铣装置(8)由直流电机(81)、紧固卡圈(82)、主轴(83)、刀柄(84)、雕铣刀(85)构成。

9.根据权利要求1所述的3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，其特征在于，所述磁吸座上制有连接定位槽(40)。

10.根据权利要求9所述的3D打印激光雕刻CNC雕铣一体化复合设备，其特征在于，所述磁吸座(41)外壳体(411)由非磁金属制成，其外壳体(411)上设置有开关(412)，其内部设置有两个旋转的金属块(413)；

所述两个金属块(413)的一端分别固设连接有磁铁块(414)；旋转开关(412)可带动两个金属块(413)向相反的方向旋转。

Images