The invention belongs to the filed of wire material increment manufacturing, and discloses an integrated forming system and method of wire material increment and reduction based on laser technology. The system includes the first robot, the second robot, the first laser, the wire feeding mechanism, the second laser and the measuring device. The first robot is connected with the first laser and the wire feeding mechanism, and drives the first laser and the wire feeding mechanism according to the preset trajectory motion, so as to realize the process of adding material. On the one hand, the measuring device monitors the three-dimensional structure of the forming product in real time, so as to realize the manufacturing process. On the other hand, the real-time temperature of the formed product is measured to determine the time node of the reduced material manufacturing. The second robot is connected with the second laser for the reduced material manufacturing of the formed product. The invention solves the common problems of easy blockage and short service life of the sprinkler of FDM equipment, realizes the simultaneous production of increasing material and reducing material, and improves the processing efficiency and accuracy.
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光技术的丝材增减材一体化成形系统及方法
本专利技术属于丝材增材制造领域，更具体地，涉及一种基于激光技术的丝材增减材一体化成形系统及方法。
技术介绍
在聚合物增材制造领域中，熔融沉积成形(FDM)技术由于其运行成本低、成形材料广泛、后处理简单等优点具有重要的地位，在FDM成形过程中，聚合物丝材由送丝机构运送至喷嘴并被加热至熔融态，挤出后在空气中固化成形。目前，FDM技术仍存在如下不足之处：(1)打印过程中经常出现热喷头堵塞的现象，这主要是送丝速率和丝材熔化速率不匹配造成的，未熔化的丝材深入到已熔化但尚未挤出的熔融态材料中，导致熔融态材料溢出至进料端空隙处降温固化，从而造成喷头堵塞。专利技术专利CN104118121A公开了一种FDM打印机的防堵打印喷头，通过加入薄型加热铝块、T型预热铝块和恒温铝块，使加热空间大为减少、丝材熔融快，在一定程度上解决了喷头堵塞问题。但是，这种防堵塞喷头加入了多个铝块和温度传感器等多个零部件导致结构复杂，难以精确加工，并且丝材性能不均匀、常含有杂质、凝固异常等因素也会导致喷头堵塞，这种情况下前文所述防堵打印喷头无法解决；(2)打...
【技术保护点】
1.一种基于激光技术的丝材增减材一体化成形系统，其特征在于，该系统包括第一机器人(1)、第二机器人(2)、第一激光器(5)、送丝机构(9)、第二激光器(7)和测量装置(4)，其中：所述第一机器人(1)与所述第一激光器(5)和送丝机构(9)连接，所述送丝机构(9)用于将待成形丝材挤出，所述第一激光器(5)用于发射激光将所述挤出的丝材熔融，所述第一机器人(1)按照预设轨迹运动，带动所述第一激光器(5)和送丝机构(9)运动，以此实现待成形丝材的增材制造过程，其中，通过将所述第一激光器(5)的激光头(6)和所述送丝机构(9)的挤出单元一同固定在所述机器人末端的连接板上，并使得所述激...
【技术特征摘要】
1.一种基于激光技术的丝材增减材一体化成形系统，其特征在于，该系统包括第一机器人(1)、第二机器人(2)、第一激光器(5)、送丝机构(9)、第二激光器(7)和测量装置(4)，其中：所述第一机器人(1)与所述第一激光器(5)和送丝机构(9)连接，所述送丝机构(9)用于将待成形丝材挤出，所述第一激光器(5)用于发射激光将所述挤出的丝材熔融，所述第一机器人(1)按照预设轨迹运动，带动所述第一激光器(5)和送丝机构(9)运动，以此实现待成形丝材的增材制造过程，其中，通过将所述第一激光器(5)的激光头(6)和所述送丝机构(9)的挤出单元一同固定在所述机器人末端的连接板上，并使得所述激光头发出的激光始终指向所述挤出的丝材，保证丝材的挤出和熔融同步进行；所述测量装置(4)一方面用于实时监测所述增材制造过程中成形产品的空间尺寸，并将其与所需产品的三维模型的尺寸进行对比以确定二者之间的差异，根据该差异确定减材制造的位置和相应的减材尺寸，另一方面所述测量装置还用于测量成形产品的实时温度，根据该温度确定开始进行减材制造的时间节点；所述第二机器人(2)与所述第二激光器(7)连接，所述第二激光器用于对成形产品进行减材制造，所述第二机器人用于携带所述第二激光器到达所述减材制造的位置。2.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统还包括变位器(3)，该变位器是成形所需产品的成形平台，具备水平和竖直方向的自由度，用于调整成形产品的成形角度以同时配合两个机器人的运动，便于加工。3.如权利要求1或2所述系统，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫春泽，伍宏志，史玉升，文世峰，张李超，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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