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      一種激光與微束等離子復(fù)合3D打印設(shè)備與方法與流程

      文檔序號(hào):12007546閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
      一種激光與微束等離子復(fù)合3D打印設(shè)備與方法與流程

      技術(shù)特征:
      1.一種激光與微束等離子復(fù)合3D打印設(shè)備,包括中央控制系統(tǒng)、密封成型室、成型缸、激光成型裝置、等離子加工裝置;所述成型缸、激光成型裝置和等離子加工裝置由中央控制系統(tǒng)控制,其特征在于:所述激光成型裝置包括激光成型噴頭(12),所述等離子加工裝置包括等離子槍(8);所述密封成型室的右側(cè)內(nèi)壁設(shè)有用于放置激光成型噴頭(12)的激光噴頭支架(14),所述密封成型室的左側(cè)內(nèi)壁設(shè)有用于放置等離子槍(8)的等離子槍支架(7);在密封成型室內(nèi)、成型缸的上方設(shè)有共工作數(shù)控主軸驅(qū)動(dòng)導(dǎo)軌(21)和設(shè)置在其上的共工作數(shù)控主軸(22),所述共工作數(shù)控主軸(22)端部設(shè)置有用于夾持激光成型噴頭(12)或者等離子槍(8)的夾頭;所述共工作數(shù)控主軸(22)為三軸聯(lián)動(dòng),夾頭夾持激光成型噴頭(12)或者等離子槍(8)在Z、X、Y方向移動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光與微束等離子復(fù)合3D打印設(shè)備,其特征在于:所述激光成型裝置還包括激光器(19)、激光器(19)的激光光路集成單元(13)、用于給激光成型噴頭(12)輸送粉末的送粉裝置(16);所述激光器(19)和送粉裝置(16)設(shè)置在密封成型室外部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光與微束等離子復(fù)合3D打印設(shè)備,其特征在于:所述激光光路集成單元(13)包括光學(xué)透鏡、準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡、聚焦鏡、光學(xué)同軸校準(zhǔn)儀;所述激光器(19)的激光通過(guò)激光傳導(dǎo)線(20)傳導(dǎo)至激光成型噴頭(12)腔內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光與微束等離子復(fù)合3D打印設(shè)備,其特征在于:所述等離子加工裝置包括設(shè)置在密封成型室外的等離子發(fā)生控制器(1)、等離子弧穩(wěn)定器,等離子槍送粉裝置(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光與微束等離子復(fù)合3D打印設(shè)備,其特征在于:所述成型缸包括升降工作平臺(tái)(11)及其驅(qū)動(dòng)器(10)。6.權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述激光與微束等離子復(fù)合3D打印設(shè)備的打印方法,其特征在于包括如下步驟:(一)對(duì)加工零件(9)的三維CAD模型進(jìn)行處理,首先根據(jù)加工要求選擇合適的層厚進(jìn)行分層切片;然后以每10~20層數(shù)據(jù)為單位進(jìn)行片層數(shù)據(jù)打包,對(duì)每一數(shù)據(jù)包添加激光掃描輪廓信息和等離子體填充信息;最后對(duì)每一數(shù)據(jù)包的片層輪廓進(jìn)行掃描路徑規(guī)劃,完成后導(dǎo)入3D打印機(jī),準(zhǔn)備進(jìn)行加工;(二)啟動(dòng)3D打印機(jī),對(duì)密封成型室進(jìn)行除氧處理,當(dāng)密封成型室內(nèi)氧氣含量降低到0.1%以下時(shí)開(kāi)啟加工程序;共工作數(shù)控主軸(22)夾持激光成型噴頭(12)根據(jù)輪廓進(jìn)行掃描,每掃描一層后,升降工作平臺(tái)(11)的驅(qū)動(dòng)器(10)下降一個(gè)層厚的高度,使零件(9)的成型平面始終與升降工作平臺(tái)(11)并行;當(dāng)零件(9)的激光成型完成一個(gè)單位的層數(shù)后,中央控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào),激光成型裝置停止工作,共工作數(shù)控主軸(22)驅(qū)動(dòng)激光成型噴頭(12)沿著共工作數(shù)控主軸驅(qū)動(dòng)導(dǎo)軌(21)退回、并將激光成型噴頭(12)放置到激光噴頭支架(14)上;(三)中央控制系統(tǒng)發(fā)出等離子加工信號(hào),共工作數(shù)控主軸(22)移動(dòng)到左側(cè),夾持等離子槍(8),并進(jìn)行初始定位,接收到控制指令后,等離子發(fā)生控制器(1)啟動(dòng),產(chǎn)生等離子弧,共工作數(shù)控主軸(22)根據(jù)零件(9)的填充面進(jìn)行移動(dòng),直至完成填充工序,然后共工作數(shù)控主軸(22)驅(qū)動(dòng)等離子槍(8)返回、并將等離子槍(8)放置到等離子槍支架(7)上;接著,共工作數(shù)控主軸(22)返回到初始位置,并等待下一工序工作指令;(四)如此循環(huán)重復(fù)步驟(二)、(三),直至完成零件(9)的激光成型和微束等離子復(fù)合加工過(guò)程。
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