3d打印與銑削復(fù)合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種3D打印與銑削復(fù)合裝置，屬于快速成型與機(jī)械加工裝備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)已經(jīng)成為全球研究的熱點(diǎn)，有的媒體將3D打印技術(shù)喻為第三次工業(yè)革命。3D打印這種數(shù)字化制造模式不需要復(fù)雜的工藝、龐大的機(jī)床和眾多的人力，直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中便可打印出任何形狀的三維零件，使生產(chǎn)制造更加靈活快捷。3D打印技術(shù)可以快速加工出傳統(tǒng)方法難以制造的零件，對(duì)于復(fù)雜零部件而言具有極大的優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)使得3D打印成為一種技術(shù)趨勢(shì)，已經(jīng)在建筑設(shè)計(jì)、醫(yī)療輔助、工業(yè)設(shè)計(jì)、航空航天、食品和動(dòng)漫模型等領(lǐng)域均具有了廣泛的應(yīng)用。但是，目前3D打印機(jī)的實(shí)際使用仍屬于快速成型范疇，據(jù)統(tǒng)計(jì)，3D打印機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品中，80 %依舊是產(chǎn)品原型，僅有20 %是最終產(chǎn)品。目前存在的主要問題是打印效率和加工精度之間的矛盾，要獲得高精度的打印質(zhì)量，需要切片較薄，這導(dǎo)致打印效率很低。而要提高打印效率，則打印精度和表面光潔度度較差，還需要進(jìn)行后續(xù)的表面處理。另外，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D打印物品的內(nèi)腔在打印完畢后難于做進(jìn)一步處理，其表面質(zhì)量難于保證，目前這些存在的缺陷嚴(yán)重限制了 3D打印的實(shí)際應(yīng)用。
[0003]研究開發(fā)具有高剛度、高精度和高效率的3D打印與銑削復(fù)合裝置，實(shí)現(xiàn)3D打印和銑削的復(fù)合工藝，首先利用3D打印快速制造出一層，然后通過銑削保證尺寸精度和表面質(zhì)量，通過這種方式，在保證加工質(zhì)量的同時(shí)，大大提高了加工效率，對(duì)于推動(dòng)3D打印裝備的創(chuàng)新開發(fā)，特別是對(duì)于推動(dòng)3D打印技術(shù)的發(fā)展和提高3D打印產(chǎn)品的實(shí)用化具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能克服上述缺陷、獲得高加工精度和高修整效率的3D打印與銑削復(fù)合裝置。其技術(shù)方案為:
[0005]—種3D打印與銑削復(fù)合裝置，包括B軸驅(qū)動(dòng)裝置、B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)、連接板、3D打印頭、3D打印頭輸出端子、A軸支座、兩端設(shè)有端軸的A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)、主軸、銑刀、A軸驅(qū)動(dòng)裝置和輔助噴管，其中B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)支撐在B軸驅(qū)動(dòng)裝置上，由B軸驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)繞Y軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，連接板固定安裝在B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，3D打印頭輸出端子固定安裝在3D打印頭上，銑刀安裝在主軸上，其特征在于:3D打印頭與A軸支座均固定安裝在連接板遠(yuǎn)離B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的一側(cè)，A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)通過端軸支撐在A軸支座上，A軸驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力輸出端與其中的一個(gè)端軸固定連接，帶動(dòng)A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)繞X軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；主軸固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，主軸的旋轉(zhuǎn)軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線夾角為90°，45° < 3D打印頭輸出端子的軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線的夾角Θ <180°，輔助噴管固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)上。
[0006]所述的3D打印與銑削復(fù)合裝置，其特征在于:3D打印頭采用熔融擠出成型噴頭、選擇性激光燒結(jié)激光頭、選擇性激光熔化激光頭、激光工程化凈成型激光頭或光固化立體成型紫外光照射頭。
[0007]所述的3D打印與銑削復(fù)合裝置，其特征在于:A軸驅(qū)動(dòng)裝置與B軸驅(qū)動(dòng)裝置均具有連續(xù)運(yùn)動(dòng)功能和分度并自鎖功能。
[0008]所述的3D打印與銑削復(fù)合裝置，其特征在于:輔助噴管具備噴出冷風(fēng)、熱風(fēng)、或者切削液的功能。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是:
[0010]1、由于3D打印與銑削復(fù)合裝置同時(shí)具有3D打印與銑削的功能，使得在3D打印過程中通過數(shù)控旋轉(zhuǎn)臺(tái)分度可以對(duì)正在打印的零件進(jìn)行精密銑削，易于獲得高表面質(zhì)量(包括內(nèi)、外表面)的3D打印零件；
[0011]2、由于3D打印零件不需要更換工作臺(tái)就可以進(jìn)行銑削，易于獲得高的加工精度及效率；
[0012]3,3D打印與銑削復(fù)合裝置放置在加工機(jī)床上時(shí)，由于使得在銑削時(shí)至少為5軸聯(lián)動(dòng)，銑削的柔性高，易于獲得高精度自由曲面的加工。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:1、B軸驅(qū)動(dòng)裝置2、B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)3、連接板4、3D打印頭5、3D打印頭輸出端子6、A軸支座7、端軸8、A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)9、主軸10、銑刀11、A軸驅(qū)動(dòng)裝置12、
輔助噴管
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。在圖1所示的實(shí)施例中:A軸驅(qū)動(dòng)裝置11與B軸驅(qū)動(dòng)裝置1均具有連續(xù)運(yùn)動(dòng)功能和分度并自鎖功能，A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)8的兩端設(shè)有端軸
7。B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)2支撐在B軸驅(qū)動(dòng)裝置1上，由B軸驅(qū)動(dòng)裝置1帶動(dòng)繞Y軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，連接板3固定安裝在B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)2上，3D打印頭4采用熔融擠出成型噴頭，3D打印頭輸出端子5固定安裝在3D打印頭4上，銑刀10安裝在主軸9上，3D打印頭4與A軸支座6均固定安裝在連接板3遠(yuǎn)離B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)2的一側(cè)，A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)8通過端軸7支撐在A軸支座6上，A軸驅(qū)動(dòng)裝置11的動(dòng)力輸出端與其中的一個(gè)端軸7固定連接，帶動(dòng)A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)8繞X軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；主軸9固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)8上，主軸9的旋轉(zhuǎn)軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)8的旋轉(zhuǎn)軸線夾角為90°，3D打印頭輸出端子5的軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)8的旋轉(zhuǎn)軸線的夾角Θ為180°，具備噴出冷風(fēng)、熱風(fēng)、或者切削液功能的輔助噴管12固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)8上。進(jìn)行銑削加工時(shí)，由控制系統(tǒng)控制輔助噴管12噴出冷風(fēng)或者切削液以降低工件和刀具的溫度并帶走切肩，銑削完成后，由控制系統(tǒng)控制輔助噴管12噴出熱風(fēng)以快速使得工件達(dá)到3D打印所需溫度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種3D打印與銑削復(fù)合裝置，包括B軸驅(qū)動(dòng)裝置(1)、B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(2)、連接板(3)、3D打印頭(4)、3D打印頭輸出端子(5)、A軸支座(6)、兩端設(shè)有端軸(7)的A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(8)、主軸(9)、銑刀(10)、A軸驅(qū)動(dòng)裝置(11)和輔助噴管(12)，其中B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(2)支撐在B軸驅(qū)動(dòng)裝置⑴上，由B軸驅(qū)動(dòng)裝置⑴帶動(dòng)繞Y軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，連接板(3)固定安裝在B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)⑵上，3D打印頭輸出端子(5)固定安裝在3D打印頭(4)上，銑刀(10)安裝在主軸(9)上，其特征在于:3D打印頭(4)與A軸支座(6)均固定安裝在連接板(3)遠(yuǎn)離B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)⑵的一側(cè)，A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)⑶通過端軸(7)支撐在A軸支座(6)上，A軸驅(qū)動(dòng)裝置(11)的動(dòng)力輸出端與其中的一個(gè)端軸(7)固定連接，帶動(dòng)A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(8)繞X軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；主軸(9)固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(8)上，主軸(9)的旋轉(zhuǎn)軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(8)的旋轉(zhuǎn)軸線夾角為90°，45° < 3D打印頭輸出端子(5)的軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(8)的旋轉(zhuǎn)軸線的夾角Θ ( 180°，輔助噴管(12)固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(8)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印與銑削復(fù)合裝置，其特征在于:3D打印頭(4)采用熔融擠出成型噴頭、選擇性激光燒結(jié)激光頭、選擇性激光熔化激光頭、激光工程化凈成型激光頭或光固化立體成型紫外光照射頭。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印與銑削復(fù)合裝置，其特征在于:A軸驅(qū)動(dòng)裝置(11)與B軸驅(qū)動(dòng)裝置(1)均具有連續(xù)運(yùn)動(dòng)功能和分度并自鎖功能。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印與銑削復(fù)合裝置，其特征在于:輔助噴管(12)具備噴出冷風(fēng)、熱風(fēng)、或者切削液的功能。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種3D打印與銑削復(fù)合裝置，包括B軸驅(qū)動(dòng)裝置、B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)、連接板、3D打印頭、3D打印頭輸出端子、A軸支座、左支撐軸、右支撐軸、A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)、主軸、銑刀、A軸驅(qū)動(dòng)裝置和輔助噴管，其中B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)支撐在B軸驅(qū)動(dòng)裝置上，連接板固定連接在B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，其特征在于：3D打印頭與A軸支座同時(shí)固定安裝在連接板上，A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)通過右支撐軸連接A軸驅(qū)動(dòng)裝置，由A軸驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)沿X軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主軸固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，45°≤3D打印頭輸出端子的軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線的夾角θ≤180°，輔助噴管固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)上。采用本發(fā)明，集成了3D打印與銑削功能，該部件裝置可用于3D打印與在機(jī)高精度、高效率銑削的復(fù)合加工。
【IPC分類】B29C67/00, B23Q1/26, B33Y30/00, B23C1/14
【公開號(hào)】CN105291431
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510664394
【發(fā)明人】程祥, 張曦
【申請(qǐng)人】上海威研精密科技有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日