一种基于弧焊法的多轴联动式金属3D打印机及打印方法技术

本发明专利技术公开了一种基于弧焊法的多轴联动式金属3D打印机及打印方法，包括封闭机箱、六轴机械臂、变位基板总成、焊接总成、温控探头和CCD监控器，所述封闭机箱包括成型室、控制室和气瓶室，所述变位基板包括一级变位机和二级变位机，所述一级变位机包括一级变位驱动侧和一级变位支撑侧，所述二级变位机包括二级旋转变位机和打印基板，所述二级旋转变位机的两端设在一级变位机的一级变位驱动侧和一级变位支撑侧上并在一级变位驱动侧的带动下能做上下翻转动作，所述六轴机械臂设在打印基板上方，所述打印基板还设有加热和冷却装置。本发明专利技术解决传统3D打印方式耗材制备难度大且利用率低问题，实现了大尺寸功能梯度金属材料零件的打印。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于3D打印
，尤其涉及基于弧焊法的多轴联动式金属3D打印技术。
技术介绍
公知的金属3D打印技术是利用激光或者电子束作为热源对金属粉末或者丝材进行熔融堆积进而成型的。公知的激光3D打印不易成型大尺寸和功能梯度材料的零件，成型效率低，且高品质粉末耗材的制备难度大。公知的电子束熔丝3D打印因其只能沿着可作支承的已成型部分进行堆积，难以成型结构较复杂的零件；而电子束喷粉和铺粉3D打印方式存在耗材制备难度大及耗材利用率偏低的问题。这些设备造价高，结构复杂，维护成本高，不利于大范围推广应用。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有存在的问题和不足，本专利技术的目的是提供一种基于弧焊法的多轴联动式金属3D打印机及打印方法，解决了电子束喷粉和铺粉的3D打印方式存在耗材制备难度大且利用率低问题，具有低成本耗材并实现大尺寸功能梯度金属材料零件的打印，解决了熔丝3D打印难成型复杂零件和低效率的问题。技术方案：为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于弧焊法的多轴联动式金属3D打印机，包括封闭机箱、六轴机械臂、变位基板总成、焊接总成、温控探头和CCD监控器，所述封闭机箱包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于弧焊法的多轴联动式金属3D打印机，其特征在于：包括封闭机箱、六轴机械臂、变位基板总成、焊接总成、温控探头和CCD监控器，所述封闭机箱包括成型室、控制室和气瓶室，所述变位基板总成设在成型室内并包括一级变位机和二级变位机，所述一级变位机包括一级变位驱动侧和一级变位支撑侧，所述二级变位机包括二级旋转变位机和设在二级旋转变位机上的打印基板，所述二级旋转变位机的两端设在一级变位机的一级变位驱动侧和一级变位支撑侧上并在一级变位驱动侧的带动下能做上下翻转动作，所述六轴机械臂设在打印基板上方，所述温控探头设在六轴机械臂上；所述焊接总成包括设在控制室内的焊接电源和送丝机，设在气瓶室的储气瓶和设在六轴机械...

【技术特征摘要】
1.一种基于弧焊法的多轴联动式金属3D打印机，其特征在于：包括封闭机箱、六轴机械臂、变位基板总成、焊接总成、温控探头和CCD监控器，所述封闭机箱包括成型室、控制室和气瓶室，所述变位基板总成设在成型室内并包括一级变位机和二级变位机，所述一级变位机包括一级变位驱动侧和一级变位支撑侧，所述二级变位机包括二级旋转变位机和设在二级旋转变位机上的打印基板，所述二级旋转变位机的两端设在一级变位机的一级变位驱动侧和一级变位支撑侧上并在一级变位驱动侧的带动下能做上下翻转动作，所述六轴机械臂设在打印基板上方，所述温控探头设在六轴机械臂上；所述焊接总成包括设在控制室内的焊接电源和送丝机，设在气瓶室的储气瓶和设在六轴机械臂前端的焊枪，所述储气瓶通过高压气动软管与焊枪连接，所述送丝机通过导丝管与焊枪连接；所述CCD监控器设在成型室内，所述打印基板还设有加热和冷却装置。2.根据权利要求1所述基于弧焊法的多轴联动式金属3D打印机，其特征在于：所述封闭机箱的控制室外侧还设有控制面板。3.根据权利要求1所述基于弧焊法的多轴联动式金属3D打印机，其特征在于：所述六轴机械臂包括从下至上依次连接底座、下臂、上臂和手腕，所述底座为340°自由度旋转活动连接，所述下臂为245°自由摆动连接，所述上臂为215°摆动连接，且上臂的摆动轨迹与下臂摆动轨迹的夹角为30°～90°；所述手腕为摆动和旋转连接。4.一种基于权利要求1～3任一所述打印机的弧焊法的多轴联动式金属3D打印方法，其特征在于：在惰性气体的保护下，以金属铝丝作为成型原料，将金属铝丝与基板连接至电源两极通电，金属铝丝通过机械臂在基板上按照规定路径运动并送丝，运动送丝的同时与基板形成电弧，在电弧热的作用下金属铝丝熔融并在基板上形成熔池，熔池冷却后依次再逐...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤晓宇，李海超，顾骏，
申请(专利权)人：南京航天高科光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32