重金屬三維熔融快速成型裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型為一種重金屬三維熔融快速成型裝置，該裝置包括由支座、縱梁、橫梁、自動送絲機構(gòu)組成的并能實現(xiàn)前后、上下、左右滑動的機架，機架之間設(shè)有零件基礎(chǔ)承接板，橫梁上設(shè)有電力變壓器，電力變壓器的正極連接自動送絲機構(gòu)上的導(dǎo)電環(huán)、負極連接零件基礎(chǔ)承接板，縱梁上設(shè)有數(shù)字控制器，數(shù)字控制器的輸入端連接計算機系統(tǒng)。數(shù)字控制器使得導(dǎo)電環(huán)和零件基礎(chǔ)承接板之間的正差壓值，產(chǎn)生燃燒電弧，使絲狀重金屬材料融化形成熔滴，以射流形態(tài)沉積在所打印零件的基礎(chǔ)承接板上，從而實現(xiàn)三維熔融沉積快速成型。本實用新型裝置合理，工藝簡單，可操作性強，成型質(zhì)量有保證，生產(chǎn)效率高，實施成本相對較低，適于廣泛推廣。
【專利說明】重金屬三維熔融快速成型裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及快速成型加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種重金屬三維熔融快速成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]公知的三維熔融快速成型技術(shù)是利用三維數(shù)字打印機將所應(yīng)用打印的材料在打印噴頭內(nèi)通過加熱器進行加熱熔融，然后通過一定的驅(qū)動裝置將形成液態(tài)的熔融材料射出，從而實現(xiàn)材料的快速沉積而成型。由于被打印的材料需要具備能夠被瞬時加熱融化、瞬時沉積，并與基體結(jié)合為整體的工藝要求，使得高熔點的重金屬在當前的加熱噴射方式下無法實現(xiàn)三維快速成型。
[0003]三維打印技術(shù)的核心在于原材料的研發(fā)，用于三維打印的原材料較為特殊，必須能夠液化、絲化、粉末化，打印后又能重新結(jié)合起來，材料工藝要求極高。目前常用材料多屬于塑料、橡膠、有色金屬類，主要在前瞻性的研發(fā)環(huán)節(jié)進行樣品模型試制，真正應(yīng)用于生產(chǎn)制造的高熔點重金屬當前還無法實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的三維打印技術(shù)還無法實現(xiàn)高熔點重金屬三維快速成型的問題，而提供一種重金屬三維熔融快速成型裝置。
[0005]本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]一種重金屬三維熔融快速成型裝置，包括左、右兩個支座，在左、右兩個支座之間的位置安裝有零件基礎(chǔ)承接板，每個支座上都安裝有一根能在支座上實現(xiàn)前后滑動的縱梁，兩根縱梁之間安裝有一根能在兩根縱梁上實現(xiàn)上下滑動的橫梁，橫梁上安裝有能在橫梁上實現(xiàn)左右滑動的自動送絲機構(gòu)，縱梁、橫梁和自動送絲機構(gòu)的滑動通過伺服電機驅(qū)動；自動送絲機構(gòu)包括若干個并排相鄰設(shè)置的安裝箱，安裝箱的頂部設(shè)有供絲轉(zhuǎn)盤，安裝箱內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)絲輪對，安裝箱底部設(shè)有引弧噴頭，引弧噴頭的出口處設(shè)有導(dǎo)電環(huán)，供絲轉(zhuǎn)盤和導(dǎo)絲輪對都通過伺服電機驅(qū)動運行；橫梁上還安裝有電力變壓器，電力變壓器的輸出正極與自動送絲機構(gòu)中的導(dǎo)電環(huán)連接，電力變壓器的輸出負極與零件基礎(chǔ)承接板連接；縱梁上還安裝有控制縱梁、橫梁、自動送絲機構(gòu)和電力變壓器運行的數(shù)字控制器，數(shù)字控制器的輸入端連接計算機系統(tǒng)。
[0007]使用本實用新型裝置進行重金屬三維熔融快速成型時，包括如下步驟:
[0008]I)將重金屬原材料采用常規(guī)冶煉和拉絲方式制成絲狀，并置于重金屬三維熔融快速成型裝置的自動送絲機構(gòu)上的供絲轉(zhuǎn)盤上；
[0009]2)通過計算機系統(tǒng)的輔助設(shè)計軟件設(shè)計編輯出零件的三維數(shù)字模型，并進行分層數(shù)據(jù)處理，將分層處理后的分層數(shù)據(jù)信號輸出給數(shù)字控制器(通過計算機系統(tǒng)上的輔助設(shè)計軟件設(shè)計零件的三維數(shù)字模型并進行分層數(shù)據(jù)處理是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知并能夠?qū)崿F(xiàn)的，常用的輔助設(shè)計軟件有AuToCAD、UG.NX5.0等三維軟件)；[0010]3)數(shù)字控制器依據(jù)輸入的分層數(shù)據(jù)信號控制縱梁前后移動、橫梁上下移動、自動送絲機構(gòu)左右移動進行分層移動；同時啟動電力變壓器，使與電力變壓器輸出正極相接的導(dǎo)電環(huán)具有正電壓、使與電力變壓器輸出負極相接的零件基礎(chǔ)承接板具有負電壓；
[0011]4)自動送絲機構(gòu)供絲轉(zhuǎn)盤上的絲狀重金屬通過導(dǎo)絲對輪從引弧噴頭導(dǎo)出，通過導(dǎo)電環(huán)具有的正電壓，與具有負電壓的零件基礎(chǔ)承接板之間形成正差壓值，通過數(shù)字控制器設(shè)定正差壓值大小，使其產(chǎn)生燃燒電弧，使絲狀重金屬融化形成熔滴，沉積在零件基礎(chǔ)承接板上，形成首層零件成型；
[0012]5)隨著縱梁、橫梁和自動送絲機構(gòu)的分層移動，燃燒電弧不斷融化絲狀重金屬，并使零件的上一層零件成型形成局部液態(tài)熔池，絲狀重金屬形成的熔滴以射流形態(tài)進入液態(tài)熔池后融合成一體，自然冷卻，實現(xiàn)零件分層成型、整體融合；
[0013]6)反復(fù)上述過程，熔滴逐層沉積，最終沉積出所需零件的完整結(jié)構(gòu)。
[0014]本實用新型的有益效果是利用電弧產(chǎn)生的強熱能使高熔點的重金屬材料瞬時形成熔滴，實現(xiàn)三維熔融沉積快速成型；重金屬材料可制作成高精度直徑的細絲，通過調(diào)整電弧壓力，能夠產(chǎn)生大小均一可控的金屬熔滴，成型制件的微觀組織細小、均勻，成型工藝可控性強，成型零件精度高。
[0015]本實用新型裝置結(jié)構(gòu)合理、簡單，可操作性強，成型質(zhì)量有保證，生產(chǎn)效率高，實施成本相對較低，適于廣泛推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型重金屬三維熔融快速成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1的左視圖。
[0018]圖3為燃燒電弧熔絲打印原理示意圖。
[0019]圖中:1_支座、2-零件基礎(chǔ)承接板、3-縱梁、4-橫梁、5-自動送絲機構(gòu)、5_1_安裝箱、5-2-供絲轉(zhuǎn)盤、5-3-導(dǎo)絲輪對、5-4-引弧噴頭、5-5-導(dǎo)電環(huán)、6-電力變壓器、7-數(shù)字控制器、8-計算機系統(tǒng)、9-燃燒電弧、10-熔滴、11-零件、12-重金屬。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地描述:
[0021]如圖1、2、3所示，一種重金屬三維熔融快速成型裝置，包括左、右兩個支座1，在左、右兩個支座I之間的位置安裝有零件基礎(chǔ)承接板2，每個支座I上都安裝有一根能在支座I上實現(xiàn)前后滑動的縱梁3，兩根縱梁3之間安裝有一根能在兩根縱梁3上實現(xiàn)上下滑動的橫梁4，橫梁4上安裝有能在橫梁4上實現(xiàn)左右滑動的自動送絲機構(gòu)5，縱梁3、橫梁4和自動送絲機構(gòu)5的滑動通過伺服電機驅(qū)動；自動送絲機構(gòu)5包括若干個并排相鄰設(shè)置的安裝箱5-1，安裝箱5-1的頂部設(shè)有供絲轉(zhuǎn)盤5-2，安裝箱5-1內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)絲輪對5-3，安裝箱5-1底部設(shè)有引弧噴頭5-4，引弧噴頭5-4的出口處設(shè)有導(dǎo)電環(huán)5-5，供絲轉(zhuǎn)盤5_2和導(dǎo)絲輪對5-3都通過伺服電機驅(qū)動運行；橫梁4上還安裝有電力變壓器6，電力變壓器6的輸出正極與自動送絲機構(gòu)5中的導(dǎo)電環(huán)5-5連接，電力變壓器6的輸出負極與零件基礎(chǔ)承接板2連接；縱梁3上還安裝有控制縱梁3、橫梁4、自動送絲機構(gòu)5和電力變壓器6運行的數(shù)字控制器7，數(shù)字控制器7的輸入端連接計算機系統(tǒng)8。
【權(quán)利要求】
1.一種重金屬三維熔融快速成型裝置，其特征在于:包括左、右兩個支座(1)，在左、右兩個支座(I)之間的位置安裝有零件基礎(chǔ)承接板(2)，每個支座(I)上都安裝有一根能在支座(I)上實現(xiàn)前后滑動的縱梁(3 )，兩根縱梁(3 )之間安裝有一根能在兩根縱梁(3 )上實現(xiàn)上下滑動的橫梁(4)，橫梁(4)上安裝有能在橫梁(4)上實現(xiàn)左右滑動的自動送絲機構(gòu)(5)，縱梁(3)、橫梁(4)和自動送絲機構(gòu)(5)的滑動通過伺服電機驅(qū)動；自動送絲機構(gòu)(5)包括若干個并排相鄰設(shè)置的安裝箱(5-1)，安裝箱(5-1)的頂部設(shè)有供絲轉(zhuǎn)盤(5-2 )，安裝箱(5-1)內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)絲輪對(5-3)，安裝箱(5-1)底部設(shè)有引弧噴頭(5-4)，引弧噴頭(5-4)的出口處設(shè)有導(dǎo)電環(huán)(5-5)，供絲轉(zhuǎn)盤(5-2)和導(dǎo)絲輪對(5-3)都通過伺服電機驅(qū)動運行；橫梁(4)上還安裝有電力變壓器(6)，電力變壓器(6)的輸出正極與自動送絲機構(gòu)(5)中的導(dǎo)電環(huán)(5-5)連接，電力變壓器(6)的輸出負極與零件基礎(chǔ)承接板(2)連接；縱梁(3)上還安裝有控制縱梁(3 )、橫梁(4 )、自動送絲機構(gòu)(5 )和電力變壓器(6 )運行的數(shù)字控制器(7 )，數(shù)字控制器(7)的輸入端連接計算機系統(tǒng)(8)。
【文檔編號】B22F3/115GK203509032SQ201320662996
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月26日
【發(fā)明者】吳端葉, 韓貴恩, 毛明, 閆云飛, 袁康 申請人:山西平陽重工機械有限責任公司