CN212266697U - 一种新型增材制造装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型增材制造装置，包括温控工作台、安装于温控工作台上的真空吸附机构、与温控工作台滑动连接的动力机构、与动力机构驱动连接并位于温控工作台上方的增材制造机构，以及布置于温控工作台一侧并与增材制造机构连通的送料机构；所述温控工作台用于放置增材制造用的增材基板并对其进行加热，真空吸附机构用于将增材基板吸附固定；所述送料机构用于为增材制造机构提供料材，动力机构用于驱动增材制造机构做平移、升降运动。本实用新型设计合理、结构紧凑，可实现增材制造的自动化加工，自动化程度高，基本无需人工参与，成本低、且操作方便、加工精度高、实用性强。

Description

一种新型增材制造装置

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种新型增材制造装置。

背景技术

在机械、电子、汽车、航天、航空、军工、交通、建材、能源等行业，其中约60％～80％的零部件需要依靠模具加工成型，因此模具加工亦被称为“工业制造之母”。但由于复杂零部件的需求日益迫切，传统的依靠模具加工的零部件已经无法满足产品的精度要求，如应用于整体卫浴的接水盘因其对防漏的要求较高，传统的生产接水盘的注塑工艺受模具的限制，成品率很低。而逐渐发展起来的增材制造技术(又称3D打印技术)，由于其具有灵活、高效、节能等特点，被广泛应用于复杂零部件的制造。但现有的增材制造设备整体设计复杂、占地面积大、不易操作、自动化程度低、成本高、且加工精度较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型增材制造装置，该装置设计合理、结构紧凑，可实现增材制造的自动化加工，自动化程度高，基本无需人工参与，成本低、且操作方便、加工精度高、实用性强。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种新型增材制造装置，包括温控工作台、安装于温控工作台上的真空吸附机构、与温控工作台滑动连接的动力机构、与动力机构驱动连接并位于温控工作台上方的增材制造机构，以及布置于温控工作台一侧并与增材制造机构连通的送料机构；所述温控工作台用于放置增材制造用的增材基板并对其进行加热，真空吸附机构用于将增材基板吸附固定；所述送料机构用于为增材制造机构提供料材，动力机构用于驱动增材制造机构做平移、升降运动，以便增材制造机构对料材进行加热并挤出至增材基板以完成增材制造工作。

进一步地，所述动力机构包括沿温控工作台长度方向布置于其两侧的第一平移机构、垂直第一平移机构布置并与其驱动连接且位于温控工作台上方的第二平移机构、垂直第二平移机构布置并与其一侧驱动连接的第一升降机构；所述增材制造机构与第一升降机构驱动连接，第一平移机构用于与第二平移机构及第一升降机构相互配合以驱动增材制造机构做平移、升降运动。

进一步地，所述增材制造机构包括第一滑动板，挤出机、预热枪；所述第一滑动板一侧与第一升降机构滑动连接，挤出机沿第一滑动板长度方向安装于其另一侧；所述挤出机顶部连接有第一电机模组及储料斗，储料斗与送料机构连通，用于存储料材并将料材传输至挤出机；所述挤出机底部还连接有出料嘴，预热枪套设于出料嘴外侧，预热枪用于与外部热气源连通以对挤出机内的料材进行预热；所述出料嘴外侧还连接一关断气缸，关断气缸用于控制出料嘴的通断，以便第一电机模组控制挤出机将预热后的料材挤出。

进一步地，所述第一升降机构包括垂直第二平移机构布置并与其驱动连接的第一升降座、沿第一升降座长度方向平行布置于其一侧的第一丝杆模组及第一滑动模组；所述第一滑动板一侧布置于第一滑动模组上并与第一丝杆模组驱动连接，第一丝杆模组用于驱动第一滑动板沿第一滑动模组滑动。

进一步地，所述第二平移机构包括垂直第一平移机构布置并其滑动连接且位于温控工作台上方的第一横梁、沿第一横梁长度方向平行布置于其顶部的第二滑动模组及第一齿条模组、布置于第二滑动模组上的第一滑动座，以及安装于第一滑动座上的第二电机；所述第二电机的输出轴设有与第一齿条模组啮合连接的第一齿轮，第一升降座与第一滑动座一侧固定连接，第二电机用于经第一齿轮、第一齿条模组驱动第一滑动座带动第一升降座沿第二滑动模组滑动。

进一步地，所述第一平移机构包括沿温控工作台长度方向分别布置于一侧的两第一平移模组，每一第一平移模组包括相互平行布置的第二齿条模组、第三滑动模组、布置于第三滑动模组上的第二滑动座，以及安装于第二滑动座上的第三电机；所述第三电机的输出轴设有与第二齿条模组啮合连接的第二齿轮，且每一第二滑动座的顶部与第一横梁的底部一端固定连接，第三电机用于经第二齿轮、第二齿条模组驱动第二滑动座带动第一横梁沿第三滑动模组滑动。

进一步地，所述真空吸附机构包括开设于温控工台顶部的若干吸附孔，吸附孔用于接入外部真空负压气源。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

1)设计合理、结构紧凑，可实现增材制造的自动化加工，自动化程度高，基本无需人工参与，成本低、且操作方便、加工精度高、实用性强；

2)通过第一平移机构与第二平移机构及第一升降机构的相互配合，可实现增材制造机构在空间位置上的调整，以便完成增材制造；

3)通过温控工作台及预热枪的相互配合，可保证料材的温度的稳定性，进而提高成品率；

4)第一平移机构及第二平移机构均采用齿轮、齿条的运行方式，可提高增材制造机构做平移运动的稳定性，且设有安全光栅传感器，安全性高。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为图1省却送料机构、工作平台的立体图；

图3为图2省却温控工作台、增材制造机构的立体图；

图4为本实用新型的增材制造机构的立体图；

其中，附图标识说明：

1—温控工作台； 2—真空吸附机构；

3—动力机构； 4—增材制造机构；

5—送料机构； 6—工作平台；

31—第一平移机构； 32—第二平移机构；

33—第一升降机构； 41—挤出机；

42—预热枪； 43—第一电机模组；

44—储料斗； 45—出料嘴；

46—关断气缸； 47—卸料嘴；

48—温度传感器； 311—第二齿条模组；

312—第三滑动模组； 313—第二滑动座；

314—第三电机； 321—第一横梁；

322—第二滑动模组； 323—第一齿条模组；

324—第一滑动座； 325—第二电机；

331—第一升降座； 332—第一丝杆模组；

333—第一滑动模组。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至4所示，本实用新型提供一种新型增材制造装置，包括温控工作台1、安装于温控工作台1上的真空吸附机构2、与温控工作台1滑动连接的动力机构3、与动力机构3驱动连接并位于温控工作台1上方的增材制造机构4，以及布置于温控工作台1一侧并与增材制造机构4连通的送料机构5；所述温控工作台1用于放置增材制造用的增材基板并对其进行加热，真空吸附机构2用于将增材基板吸附固定；所述送料机构5用于为增材制造机构4提供料材，动力机构3用于驱动增材制造机构4做平移、升降运动，以便增材制造机构4对料材进行加热并挤出至增材基板以完成增材制造工作。

其中，所述动力机构3包括沿温控工作台1长度方向布置于其两侧的第一平移机构31、垂直第一平移机构31布置并与其驱动连接且位于温控工作台1上方的第二平移机构32、垂直第二平移机构32布置并与其一侧驱动连接的第一升降机构33；所述增材制造机构4与第一升降机构33驱动连接，第一平移机构31用于与第二平移机构32及第一升降机构33相互配合以驱动增材制造机构4做平移、升降运动；所述增材制造机构4包括第一滑动板(图中未示出)，挤出机41、预热枪42；所述第一滑动板一侧与第一升降机构33滑动连接，挤出机41沿第一滑动板长度方向安装于其另一侧；所述挤出机41顶部连接有第一电机模组43及储料斗44，储料斗44与送料机构5连通，用于存储料材并将料材传输至挤出机41；所述挤出机41底部还连接有出料嘴45，预热枪42套设于出料嘴45外侧，预热枪42用于与外部热气源连通以对挤出机41内的料材进行预热；所述出料嘴45外侧还连接一关断气缸46，关断气缸46用于控制出料嘴45的通断，以便第一电机模组43控制挤出机41将预热后的料材挤出。

所述第一升降机构33包括垂直第二平移机构32布置并与其驱动连接的第一升降座331、沿第一升降座331长度方向平行布置于其一侧的第一丝杆模组332及第一滑动模组333；所述第一滑动板一侧布置于第一滑动模组333上并与第一丝杆模组332驱动连接，第一丝杆模组332用于驱动第一滑动板沿第一滑动模组333滑动；所述第二平移机构32包括垂直第一平移机构31布置并其滑动连接且位于温控工作台1上方的第一横梁321、沿第一横梁321长度方向平行布置于其顶部的第二滑动模组322及第一齿条模组323、布置于第二滑动模组322上的第一滑动座324，以及安装于第一滑动座324上的第二电机325；所述第二电机325的输出轴设有与第一齿条模组323啮合连接的第一齿轮，第一升降座331与第一滑动座324一侧固定连接，第二电机325用于经第一齿轮、第一齿条模组323驱动第一滑动座324带动第一升降座331沿第二滑动模组322滑动；所述第一平移机构31包括沿温控工作台1长度方向分别布置于一侧的两第一平移模组，每一第一平移模组包括相互平行布置的第二齿条模组311、第三滑动模组312、布置于第三滑动模组312上的第二滑动座313，以及安装于第二滑动座313上的第三电机314；所述第三电机314的输出轴设有与第二齿条模组311啮合连接的第二齿轮，且每一第二滑动座313的顶部与第一横梁321的底部一端固定连接，第三电机314用于经第二齿轮、第二齿条模组311驱动第二滑动座313带动第一横梁321沿第三滑动模组312滑动；所述真空吸附机构2包括开设于温控工台顶部的若干吸附孔，吸附孔用于接入外部真空负压气源。

本实用新型工作原理：

继续参照图1-4所示，本实施例中，该装置还包括工作平台6，温控工作台1、送料机构5均布置于工作平台6上，工作平台6上还设有用于控制整个装置工作的主控柜，以及安全光栅传感器，工作时，安全光栅传感器可用于避免人员靠近，提高安全性；送料机构5包括用于存储料材的储料桶，以及送料风机系统(罗茨风机)，增材制造机构4的储料斗44与送料风机系统经管道连通，进而实现送料；增材制造机构4的储料斗44的下部还设有一卸料嘴47，加工完成后，可将剩余的料材回收；增材制造机构4还包括一外壳，第一滑动板，挤出机41、预热枪42等均布置于外壳内；温控工作台1内部设有加热机构(加热丝等，不做限制)，可对增材基板进行持续加热，保证温度的稳定性；真空吸附机构2还包括安装于吸附孔内的真空吸盘，真空吸盘与外部的负压气源连接；温控工作台1的一端还设有与外部负压气源驱动连接的脚踏板，通过脚踏板控制负压气源的通断；增材制造机构4的预热枪42与外部热气源经管道连通，其中一实施例中，外部热气源为预热风机，且预热风机安装于第二平移机构32的第一滑动座324上，通过预热风机、预热枪42以将热风吹至出料嘴45中心外围，实现料材的预热；出料嘴45一侧还设有一温度传感器48，可实时检测预热温度。

工作时，可首先设定温控工作台1的加热温度，使其加热；然后踩住脚踏板，断开负压气源，将增材基板(本实施例为接水盘基板)放置在温控工作台1上，松开脚踏板，接通负压气源，通过真空吸盘将增材基板吸附固定；随后设定预热温度并发出预热指令进而控制预热风机开始向预热枪42送风，预热枪42开始加热，预热枪42前端出风转为热风，并加热以出料嘴45(打印点)为中心的外围区域；随后，设定打印轨迹，通过第一平移机构31与第二平移机构32及第一升降机构33的相互配合，实现增材制造机构4的平移、升降运动，在平移、升降过程中，第一电机模组43控制挤出机41将料材从出料嘴45挤出(第一电机模组43包括伺服丝杆及第一电机，可通过控制第一电机的转速实现将料材从挤出机41内挤出，电机转速高，挤出量越大，反之，转速低，挤出量就越低)，进而完成所需模型的打印。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型增材制造装置，其特征在于，包括温控工作台、安装于温控工作台上的真空吸附机构、与温控工作台滑动连接的动力机构、与动力机构驱动连接并位于温控工作台上方的增材制造机构，以及布置于温控工作台一侧并与增材制造机构连通的送料机构；所述温控工作台用于放置增材制造用的增材基板并对其进行加热，真空吸附机构用于将增材基板吸附固定；所述送料机构用于为增材制造机构提供料材，动力机构用于驱动增材制造机构做平移、升降运动，以便增材制造机构对料材进行加热并挤出至增材基板以完成增材制造工作。

2.根据权利要求1所述的新型增材制造装置，其特征在于，所述动力机构包括沿温控工作台长度方向布置于其两侧的第一平移机构、垂直第一平移机构布置并与其驱动连接且位于温控工作台上方的第二平移机构、垂直第二平移机构布置并与其一侧驱动连接的第一升降机构；所述增材制造机构与第一升降机构驱动连接，第一平移机构用于与第二平移机构及第一升降机构相互配合以驱动增材制造机构做平移、升降运动。

3.根据权利要求2所述的新型增材制造装置，其特征在于，所述增材制造机构包括第一滑动板，挤出机、预热枪；所述第一滑动板一侧与第一升降机构滑动连接，挤出机沿第一滑动板长度方向安装于其另一侧；所述挤出机顶部连接有第一电机模组及储料斗，储料斗与送料机构连通，用于存储料材并将料材传输至挤出机；所述挤出机底部还连接有出料嘴，预热枪套设于出料嘴外侧，预热枪用于与外部热气源连通以对挤出机内的料材进行预热；所述出料嘴外侧还连接一关断气缸，关断气缸用于控制出料嘴的通断，以便第一电机模组控制挤出机将预热后的料材挤出。

4.根据权利要求3所述的新型增材制造装置，其特征在于，所述第一升降机构包括垂直第二平移机构布置并与其驱动连接的第一升降座、沿第一升降座长度方向平行布置于其一侧的第一丝杆模组及第一滑动模组；所述第一滑动板一侧布置于第一滑动模组上并与第一丝杆模组驱动连接，第一丝杆模组用于驱动第一滑动板沿第一滑动模组滑动。

5.根据权利要求4所述的新型增材制造装置，其特征在于，所述第二平移机构包括垂直第一平移机构布置并其滑动连接且位于温控工作台上方的第一横梁、沿第一横梁长度方向平行布置于其顶部的第二滑动模组及第一齿条模组、布置于第二滑动模组上的第一滑动座，以及安装于第一滑动座上的第二电机；所述第二电机的输出轴设有与第一齿条模组啮合连接的第一齿轮，第一升降座与第一滑动座一侧固定连接，第二电机用于经第一齿轮、第一齿条模组驱动第一滑动座带动第一升降座沿第二滑动模组滑动。

6.根据权利要求5所述的新型增材制造装置，其特征在于，所述第一平移机构包括沿温控工作台长度方向分别布置于一侧的两第一平移模组，每一第一平移模组包括相互平行布置的第二齿条模组、第三滑动模组、布置于第三滑动模组上的第二滑动座，以及安装于第二滑动座上的第三电机；所述第三电机的输出轴设有与第二齿条模组啮合连接的第二齿轮，且每一第二滑动座的顶部与第一横梁的底部一端固定连接，第三电机用于经第二齿轮、第二齿条模组驱动第二滑动座带动第一横梁沿第三滑动模组滑动。

7.根据权利要求1所述的新型增材制造装置，其特征在于，所述真空吸附机构包括开设于温控工台顶部的若干吸附孔，吸附孔用于接入外部真空负压气源。

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