一种冷喷涂系统及方法技术方案

本发明专利技术属于喷涂设备技术领域，公开了一种冷喷涂系统及方法。该冷喷涂系统，包括：载台，用于承载工件；调整机构，其转动连接于载台，调节机构能调节载台沿X向、Y向及Z向的位移及沿X向和Y向的转动，X向、Y向及Z向两两相互垂直；喷涂机构，其位于调整机构的一侧，喷涂机构能向工件喷涂粉末；控制机构，控制机构分别电连接于调整机构和喷涂机构。通过调整机构、喷涂机构及控制机构的相互配合，控制机构控制调整机构的三维移动和两维转动，并及时调整喷涂机构以协同配合调节机构，使得喷涂机构可以精确将粉末喷涂至工件上，实现形状结构复杂的三维打印成型。

A Cold Spraying System and Method

The invention belongs to the technical field of spraying equipment, and discloses a cold spraying system and method. The cold spraying system includes: a platform for carrying workpieces; an adjusting mechanism whose rotation is connected to the platform, which can adjust the displacement of the platform along X, Y and Z directions and the rotation along X and Y directions. The X, Y and Z directions are perpendicular to each other; a spraying mechanism, which is located on one side of the adjusting mechanism, can spray powder to the workpiece; a control mechanism and a control mechanism, respectively. Electrically connected to adjusting mechanism and spraying mechanism. By adjusting the coordination of the mechanism, spraying mechanism and control mechanism, the control mechanism controls the three-dimensional movement and two-dimensional rotation of the adjustment mechanism, and adjusts the spraying mechanism in time to coordinate with the adjustment mechanism, so that the spraying mechanism can accurately spray powder onto the workpiece and realize the three-dimensional printing and shaping with complex shape and structure.

【技术实现步骤摘要】
一种冷喷涂系统及方法
本专利技术涉及喷涂设备
，尤其涉及一种冷喷涂系统及方法。
技术介绍
超音速冷喷涂又称低压冷喷涂，是一种针对金属喷涂的三维打印技术。由于压缩气体通过缩放管可以产生超音速气流，将粉末沿轴向送入超音速气流中，形成气固双相流，经加速后在完全固态下撞击基体，发生较大的塑性变形而沉积在基体表面上形成涂层。冷喷涂用于制备各种功能性涂层和纳米涂层，在汽车制造业、机械零件的修复再制造、航空航天等领域得到了广泛应用。由于现有的喷涂设备不能进行多个自由度的运动，对于形状结构复杂的工件而言，现有的冷喷涂设备难以根据工件自身形状实时调整喷涂路径，以实现包括负角度打印在内的三维打印成型。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种冷喷涂系统及方法，可以实现形状结构复杂的工件的三维打印成型。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种冷喷涂系统，包括：载台，用于承载工件；调整机构，其转动连接于所述载台，所述调节机构能调节所述载台沿X向、Y向及Z向的位移及沿X向和Y向的转动，所述X向、所述Y向及所述Z向两两相互垂直；喷涂机构，其位于所述调整机构的一侧，所述喷涂机构能向所述工件喷涂粉末；控制机构，所述控制机构分别电连接于所述调整机构和所述喷涂机构。作为优选，所述调整机构包括工作台、主调节组件及子调节组件，所述主调节组件的一端转动连接于所述载台，另一端滑动设置于所述工作台上，所述子调节组件的两端分别转动连接于所述载台和所述工作台。作为优选，所述子调节组件的数量为多个，多个所述子调节组件环绕于所述主调节组件的周围且沿所述工作台的周向均匀设置。作为优选，所述主调节组件包括与所述工作台滑动设置的滑块、主套筒及穿设于所述主套筒的主连杆，所述主套筒的一端转动连接于所述滑块，另一端与所述主连杆滑动配合，所述主连杆远离所述主套筒的一端转动连接于所述载台。作为优选，所述子调节组件包括子套筒及穿设于所述子套筒的子连杆，所述子套筒的一端转动连接于所述工作台，另一端与所述子连杆滑动配合，所述子连杆远离所述子套筒的一端转动连接于所述载台。作为优选，所述喷涂机构包括依次转动相连接的基座、与所述基座转动连接的的连杆，和转动连接在所述连杆的自由端的及喷头，所述喷头用于向所述工件喷涂粉末。作为优选，还包括用于扫描工件上的粉末量的光学扫描器，所述光学扫描器设置于所述喷涂机构上并电连接于所述控制机构。为达上述目的，本专利技术还提供了一种冷喷涂方法，采用上述的冷喷涂系统，包括以下步骤：建模导入，建立工件的三维模型并导入三维打印分析系统；解析计算，三维打印分析系统规划打印路径并确定粉末喷涂量；喷涂粉末，控制机构控制调整机构和喷涂机构运动，以将粉末喷涂在工件上。作为优选，所述解析计算包括：确定喷涂层数和相邻两层之间的厚度；确定每层的粉末喷涂量。作为优选，在所述喷涂粉末之后还包括修正，所述修正包括：由光学扫描器扫描获取工件上的当前层粉末量Q；当当前层粉末量Q小于当前层预设粉末量Q＇时，控制调整机构和喷涂机构进行补涂。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的冷喷涂系统，通过调整机构、喷涂机构及控制机构的相互配合，控制机构控制调整机构的三维移动和两维转动，并及时调整喷涂机构以协同配合调节机构，使得喷涂机构可以精确将粉末喷涂至工件上，实现形状结构复杂的三维打印成型。本专利技术提供的冷喷涂方法，控制机构根据三维打印分析系统规划打印路径和粉末喷涂量的信息，控制调整机构和喷涂机构运动，以将粉末喷涂在工件上，从而实现形状结构复杂的工件的三维打印成型。附图说明图1是本专利技术冷喷涂系统的结构示意图；图2是本专利技术冷喷涂方法中工件分层示意图；图3是本专利技术冷喷涂方法的流程图。图中：1、载台；2、调整机构；3、喷涂机构；4、光学扫描器；100、工件；21、工作台；22、主调节组件；23、子调节组件；211、滑槽；221、滑块；222、主套筒；223、主连杆；231、子套筒；232、子连杆；31、基座；32、第一连杆；33、第二连杆；34、第三连杆；35、喷头。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本实施例提供了一种冷喷涂系统，用于工件100的三维打印，如图1所示，该冷喷涂系统包括：载台1、调整机构2、喷涂机构3及控制机构，载台1为圆柱形结构，用于承载工件100，工件100具体以四棱锥台为例。调整机构2转动连接于载台1，调整机构2能调节载台1沿X向、Y向及Z向的平动及沿X向和Y向的转动，使得载台1可以实现三维平动和两维转动，其中X向、Y向及Z向两两相互垂直。喷涂机构3作为喷涂模块，其位于调整机构2的一侧，用于向工件100喷涂粉末。控制机构分别电连接于调整机构2和喷涂机构3，实现自动化控制。本实施例提供的冷喷涂系统，通过调整机构2、喷涂机构3及控制机构的相互配合，控制机构控制调整机构2的三维移动和两维转动，并及时调整喷涂机构3以协同配合调节机构，使得喷涂机构3可以精确将粉末喷涂至工件100上，实现形状结构复杂的三维打印成型。如图1所示，上述调整机构2包括工作台21、子调节组件23及多个主调节组件22，工作台21为圆柱形结构，多个子调节组件23环绕于主调节组件22的周围，且多个子调节组件23沿工作台21的周向均匀设置，本实施例中子调节组件23的数量优选五个，达到五轴并联的效果，具体数量可以根据实际生产需要进行调整。其中主调节组件22的一端转动连接于载台1，另一端滑动设置于工作台21上，子调节组件23的两端分别转动连接于载台1和工作台21，在主调节组件22和子调节组件23的相互配合下，用于载台1上的工件100进行空间位置调整。为了实现主调节组件22和工作台21的滑动配合，在工作台21的顶面上开设有滑槽211。在工作台21的顶面上开设有滑槽211，滑槽211穿过工作台21的中心，因此滑槽211的长度与工作台21的直径相同，采用这种设置，主调节组件22可以沿工作台21相对滑动的移动范围达到最大，从而增加了载台1上的工件100空间位置调整的范围，利于形状复杂工件100的三维打印成型。进一步地，主调节组件22包括与滑槽211滑动设置的滑块221、主套筒222及穿设于主套筒222的主连杆223，主套筒222的一端转动连接于滑块221，另一端与主连杆223滑动配合，主连杆223远离主套筒222的一端转动连接于载台1。通过设置滑块221、主套筒222和主连杆223，使得工作台21和载台1之间依次具有移动副、转动副、移动副及转动副，从而实现载台1相对于工作台21的动态位置调整。进一步地，子调节组件23包括子套筒231及穿设于子套筒231的子连杆232，子套筒231的一端转动连接于工作台21，另一端与子连杆232滑动配合，子连杆232远离子套筒231的一端转动连接于载台1。通过设置子套筒231和子连杆232使得工作台21和载台1之间依次具有转动副、移动副及转动副，进一步加强了载台1相对于工作台21本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷喷涂系统，其特征在于，包括：载台(1)，用于承载工件(100)；调整机构(2)，其转动连接于所述载台(1)，所述调整机构(2)能调节所述载台(1)沿X向、Y向及Z向的位移及沿X向和Y向的转动，所述X向、所述Y向及所述Z向两两相互垂直；喷涂机构(3)，其位于所述调整机构(2)的一侧，所述喷涂机构(3)能向所述工件(100)喷涂粉末；控制机构，所述控制机构分别电连接于所述调整机构(2)和所述喷涂机构(3)。

【技术特征摘要】
1.一种冷喷涂系统，其特征在于，包括：载台(1)，用于承载工件(100)；调整机构(2)，其转动连接于所述载台(1)，所述调整机构(2)能调节所述载台(1)沿X向、Y向及Z向的位移及沿X向和Y向的转动，所述X向、所述Y向及所述Z向两两相互垂直；喷涂机构(3)，其位于所述调整机构(2)的一侧，所述喷涂机构(3)能向所述工件(100)喷涂粉末；控制机构，所述控制机构分别电连接于所述调整机构(2)和所述喷涂机构(3)。2.根据权利要求1所述的冷喷涂系统，其特征在于，所述调整机构(2)包括工作台(21)、主调节组件(22)及子调节组件(23)，所述主调节组件(22)的一端转动连接于所述载台(1)，另一端滑动设置于所述工作台(21)上，所述子调节组件(23)的两端分别转动连接于所述载台(1)和所述工作台(21)。3.根据权利要求2所述的冷喷涂系统，其特征在于，所述子调节组件(23)的数量为多个，多个所述子调节组件(23)环绕于所述主调节组件(22)的周围且沿所述工作台(21)的周向均匀设置。4.根据权利要求3所述的冷喷涂系统，其特征在于，所述主调节组件(22)包括与所述工作台(21)滑动设置的滑块(221)、主套筒(222)及穿设于所述主套筒(222)的主连杆(223)，所述主套筒(222)的一端转动连接于所述滑块(221)，另一端与所述主连杆(223)滑动配合，所述主连杆(223)远离所述主套筒(222)的一端转动连接于所述载台(1)。5.根据权利要求3所述的冷喷涂系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小虎，
申请(专利权)人：昆山开信精工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32