Lcd-ebam集成打印設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種核電重型毛坯成型工藝中所用的成型裝備，特別涉及一種IXD-EBAM集成打印設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著3D打印技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，核電重型毛坯件成型也開始采用3D打印技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，目前3D打印技術(shù)有兩種工藝方式，分別是激光熔覆沉積工藝(IXD—一Laser
Cladding Deposit1n)和電子束增材制造工藝(EBAM--Electron Beam Additive
Manufacturing)，這二者都是重要的3D打印金屬熔覆成形工藝，IXD是以激光束能技術(shù)為使能技術(shù)，EBAM是以電子束能技術(shù)為使能技術(shù)服務(wù)于高端制造業(yè)的大型成形技術(shù)，它們各有所長，其中LCD精度高于EBAM，而EBAM的熔覆成形率則高于LCD，目前該兩種3D打印技術(shù)都是分別使用的，導(dǎo)致產(chǎn)品3D打印成形時(shí)要高精度就只能低速進(jìn)行，要高成形效率就只能成形低精度要求的產(chǎn)品，無法實(shí)現(xiàn)高效率、高精度的成形。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了彌補(bǔ)以上不足，本實(shí)用新型提供了一種IXD-EBAM集成打印設(shè)備，該IXD-EBAM集成打印設(shè)備將激光熔覆沉積工藝和電子束增材制造工藝集成在一臺(tái)超大型的3D打印數(shù)控機(jī)床上，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度產(chǎn)品的高速加工，輔助設(shè)備和信息數(shù)據(jù)的共享度也大大提高。
[0004]本實(shí)用新型為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種LCD-EBAM集成打印設(shè)備，包括底梁、機(jī)架、活動(dòng)橫梁、工作臺(tái)、多軸機(jī)器人、激光噴頭、電子束槍、激光器、光導(dǎo)纖維、送粉器、送絲機(jī)、電源和控制器，所述機(jī)架固定安裝于底梁上，活動(dòng)橫梁縱向能夠升降定位于機(jī)架上，多軸機(jī)器人安裝于活動(dòng)橫梁上，多軸機(jī)器人各個(gè)手臂上分別安裝有至少一個(gè)激光噴頭和至少一個(gè)電子束槍，激光器通過光導(dǎo)纖維將激光輸送到激光噴頭上，送粉器能夠?qū)⒔饘俜勰┹斔徒o激光噴頭，送絲機(jī)能夠?qū)⒔饘俳z材輸送至電子束槍的電子束聚焦點(diǎn)處，電源提供電力給電子束槍，多軸機(jī)器人各個(gè)手臂上的激光噴頭和電子束槍分別能夠?qū)?yīng)到達(dá)工作臺(tái)上任意指定位置，控制器控制多軸機(jī)器人各個(gè)手臂與工作臺(tái)指定位置對(duì)應(yīng)，并控制激光器、送粉器、送絲機(jī)、電源和活動(dòng)橫梁工作。
[0005]作為實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述機(jī)架為龍門機(jī)架。
[0006]作為實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述工作臺(tái)包括移動(dòng)工作臺(tái)和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，所述移動(dòng)工作臺(tái)能夠沿垂直活動(dòng)橫梁延伸方向直線滑動(dòng)定位于底梁上，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)定位于移動(dòng)工作臺(tái)上，多軸機(jī)器人各個(gè)手臂分別能夠沿活動(dòng)橫梁延伸方向直線滑動(dòng)，控制器分別控制移動(dòng)工作臺(tái)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)和多軸機(jī)器人各個(gè)手臂動(dòng)作。
[0007]作為實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，還設(shè)有用于對(duì)處于工作狀態(tài)中的激光器、激光噴頭和電子束槍進(jìn)行冷卻的冷水機(jī)。
[0008]作為實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多軸機(jī)器人手臂縱向能夠伸縮設(shè)定長度(該結(jié)構(gòu)為機(jī)器人手臂常規(guī)結(jié)構(gòu)，如通過電機(jī)帶動(dòng)齒輪齒條結(jié)構(gòu)或絲桿螺母機(jī)構(gòu)等都可以實(shí)現(xiàn)該功能)，且機(jī)器人手臂下端設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置能驅(qū)動(dòng)激光噴頭和電子束槍繞水平軸旋轉(zhuǎn)。
[0009]作為實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置為電機(jī)。
[0010]本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是:本實(shí)用新型將激光熔覆沉積工藝和電子束增材制造工藝集成在一臺(tái)超大型的3D打印數(shù)控機(jī)床上，通過控制器控制激光噴頭和電子束槍分別或同時(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行成形，既實(shí)現(xiàn)了高速加工，同時(shí)有效保證了產(chǎn)品成型精度，實(shí)現(xiàn)了高精度產(chǎn)品的高速加工，同時(shí)，激光噴頭和電子束槍的輔助設(shè)備和信息數(shù)據(jù)共享，節(jié)約了能源，降低了能耗。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的IXD-EBAM集成打印設(shè)備立體圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型在核電重型毛坯成型工藝中形成的環(huán)形支撐主視圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型在核電重型毛坯成型工藝中形成的筒體部分主視圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型在核電重型毛坯成型工藝中采用的球殼支撐原理圖；
[0015]圖5為本實(shí)用新型在核電重型毛坯成型工藝中形成的圓柱凸臺(tái)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例:一種IXD-EBAM集成打印設(shè)備，包括底梁2、機(jī)架1、活動(dòng)橫梁3、工作臺(tái)、多軸機(jī)器人6、激光噴頭7、電子束槍8、激光器9、光導(dǎo)纖維10、送粉器13、送絲機(jī)、電源11和控制器14，所述機(jī)架I固定安裝于底梁2上，活動(dòng)橫梁3縱向能夠升降定位于機(jī)架I上，多軸機(jī)器人6安裝于活動(dòng)橫梁3上，多軸機(jī)器人6各個(gè)手臂上分別安裝有至少一個(gè)激光噴頭7和至少一個(gè)電子束槍8，激光器9通過光導(dǎo)纖維10將激光輸送到激光噴頭7上，送粉器13能夠?qū)⒔饘俜勰┹斔徒o激光噴頭7，送絲機(jī)能夠?qū)⒔饘俳z材輸送至電子束槍8的電子束聚焦點(diǎn)處，電源11提供電力給電子束槍8，多軸機(jī)器人6各個(gè)手臂上的激光噴頭7和電子束槍8分別能夠?qū)?yīng)到達(dá)工作臺(tái)上任意指定位置，控制器14控制多軸機(jī)器人6各個(gè)手臂與工作臺(tái)指定位置對(duì)應(yīng)，并控制激光器9、送粉器13、送絲機(jī)、電源11和活動(dòng)橫梁3工作。
[0017]采用上述打印設(shè)備的核電重型毛坯成型工藝，具體步驟如下:
[0018]步驟一:將毛坯件的三維模型STL文件導(dǎo)入成形軟件程序中，進(jìn)行分層處理，選擇最佳成形方向，劃分各個(gè)主要的成形過程(圓筒部分，接管凸臺(tái)部分，球殼部分)，添加必要的支撐結(jié)構(gòu)；
[0019]步驟二:將激光噴頭7和電子束槍8運(yùn)行到預(yù)設(shè)的坐標(biāo)原點(diǎn)；
[0020]步驟三:環(huán)形支撐15成形:啟動(dòng)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)5并保持一定轉(zhuǎn)速，主激光噴頭7 (可以為激光噴頭7或電子束槍8)在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)5表面熔覆上一道不銹鋼材料的環(huán)形支撐15，然后主激光噴頭7沿活動(dòng)橫梁3朝遠(yuǎn)離回轉(zhuǎn)工作臺(tái)5圓心的方向移動(dòng)一步，再開啟主激光噴頭7，熔覆出