一种构建仓水平移动和定位机构及金属增材制造设备制造技术

本发明专利技术公开了一种构建仓水平移动和定位机构及金属增材制造设备，一种新型构建仓水平移动和定位机构，包括机架和定位机构，机架上固定有两条平行设置的导轨和位于导轨上方的伸缩机构；所述导轨上设有驱动装置，驱动装置的驱动端固定有固定板，固定板的上表面安装有构建仓，驱动装置沿所述导轨带动构建仓水平移动；所述定位机构包括对应设置的定位槽和定位柱，所述定位槽固定在所述固定板或者所述构建仓上，所述定位柱固定在所述伸缩机构的伸缩端；本发明专利技术最大运动行程不受限制，且可以全程处于高速且稳定的运动状态；运动方向取决于导轨方向，可实现平面转向，且无需润滑维修；增设的导向装置，增加了装置的稳定性，使得结构更加稳定。加稳定。加稳定。

A horizontal moving and positioning mechanism and metal additive manufacturing equipment

【技术实现步骤摘要】
一种构建仓水平移动和定位机构及金属增材制造设备


[0001]本专利技术涉及金属3D打印
，具体涉及一种构建仓水平移动和定位机构及金属增材制造设备。

技术介绍

[0002]选区激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)是现今金属3D打印行业最主流的工艺手段，具有材料利用率高、适用材料范围广、可制造复杂形状零件等优点，是一种极具发展前景的快速成型技术。其主要工作原理是将三维建模切片后的文件导入3D打印设备，基于送粉铺粉的方式采用刮刀平铺金属粉末，通过计算机控制高能激光逐层扫描轮廓堆积成形工件。
[0003]构建仓(也被称作成形缸或打印缸)作为SLM技术装备中必要的硬件部分,其结构类似活塞机构，主要包括构建仓体，内部上下运动的打印平台和打印平台驱动，构建舱体和打印平台间具有粉末密封机构。当前国内外构建仓整体现有方案主要分为三类，第一类为构建舱体与打印仓固连，打印平台和驱动固连，打印平台只能在构建舱体内做上下往复运动；第二类为构建舱体可上下和水平运动或转动，打印平台跟驱动可分离，并跟随构建舱一起移动，但打印平台驱动只能做上下往复运动，如德国EOS公司的M400系列，SLM Solution的SLM 500,华曙高科的FS421M；第三类为构建舱体只能水平运动或转动，打印平台和驱动固连，两者跟随构建舱体一起做水平运动或转动，如铂力特的BLT S500。
[0004]采用第一类方案设计的金属3D打印设备，因为零件需要从构建仓顶部的打印仓取出，故只能打印小尺寸零件。而且，设备每次打印完任务后，需等待工件自热冷却后才能取出并清理现有构建仓，然后才能重新装夹新的打印基板(也叫基材)开始新的打印，所以设备利用率低；
[0005]采用第二类方案设计的金属3D打印设备，因为零件随构建仓体和打印平台移动到其它工位进行取件，故可整体更换新的备用构建仓体和打印平台立即进行新任务打印，如SLM 800，但是设备取件需要一套单独的顶升机构以驱动打印平台上升进行取件，故系统结构复杂，而且构建仓体和打印平台并不固连，打印平台需和多套打印平台驱动多次定位和夹装，对重复精度要求非常高。
[0006]采用第三类方案设计的金属3D打印设备，因为构建仓整体(构建仓体，打印平台和打印平台驱动)脱离，所以无需设计打印平台驱动和打印平台的断开和重新装夹，所以系统稳定性好，特别是打印平台相对焦平面(激光聚焦平面)的平行度。另外，因为打印过程和取件过程采用同一套驱动机构，所以系统结构简单，仅需进行构建仓整体移动和定位，重复定位精度高，便于控制。
[0007]基于第三种类型构建仓，现有技术方案采用双导轨组合单丝杆方式驱动构建仓整体移动，但该技术方案防尘性能不足，金属粉尘颗粒度非常小(10微米级)，即使带有防护罩，粉尘也非常容易进入导轨滑块以及丝杠螺母内，上述元件本身需要定期添加固态润滑剂进行润滑，而金属粉末和固体润滑剂接触会充分混合，这不仅降低了润滑剂本身的作用，
而且会造成金属颗粒进入高精度配合间隙内，这会大大降低硬件运动寿命，进而影响整机寿命。
[0008]其次，现有技术方案结构稳定性受导轨和丝杠长度限制。众所周知，直线导轨和丝杠长度越长精度越差，故其最大运动行程受结构限制。
[0009]再次，采用丝杆配套直线导轨的驱动方式，构建仓运动速度受丝杠导程和减速机减速比限制。
[0010]最后，丝杆螺母结构现有技术只能做到直线运动不能转向。

技术实现思路

[0011]本专利技术的专利技术目的是提供一种构建仓水平移动和定位机构及金属增材制造设备。
[0012]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种新型构建仓水平移动和定位机构，包括机架和定位机构，机架上固定有两条平行设置的导轨和位于导轨上方的伸缩机构；所述导轨上设有驱动装置，驱动装置的驱动端固定有固定板，固定板的上表面安装有构建仓，驱动装置沿所述导轨带动构建仓水平移动；所述定位机构包括对应设置的定位槽和定位柱，所述定位槽固定在所述固定板或者所述构建仓上，所述定位柱固定在所述伸缩机构的伸缩端。
[0013]上述技术方案中，所述驱动装置包括电机、固定在所述固定板下表面的减速机以及与导轨滚动连接的滚轮；所述滚轮对应两条所述导轨由成对设置的驱动轮以及辅助轮组成；每对所述驱动轮之间均通过所述电机配合所述减速机实现同步驱动。
[0014]上述技术方案中，所述电机为伺服电机，三相异步电动机和变频电机中的一种。
[0015]上述技术方案中，所述滚轮径向的一侧设有导向装置，导向装置由若干组成对设置并贴着导轨滚动的导向轮以及滚轮固定板组成，每对导向轮均通过滚轮固定板固定在滚轮上；每对所述导向轮均夹设在每条所述导轨两侧并紧贴导轨设置；所述导向轮均为可拆卸连接，便于后期的更换与维修；且导向轮内部为艳色材料，无需对比可以直接通过观察其颜色变化来判断其磨损程度，从而实现及时更换。
[0016]上述技术方案中，至少有一组所述驱动轮以及辅助轮安装有导向装置。
[0017]上述技术方案中，所述滚轮的径向两侧均设有可拆卸的防撞块，所述机架上对应防撞块设有防撞柱；所述防撞块为较大一面固定在滚轮上的圆台结构的橡胶材料。
[0018]上述技术方案中，所述定位柱为转动或非转动的限位结构；优选的，所述定位柱可以是多组滚动轴承，也可是带有轴承的滚轮，也可是非转动圆柱。
[0019]上述技术方案中，所述定位槽为顶部开设有限位槽的定位结构；优选的，所述定位槽为V型结构。
[0020]上述技术方案中，所述伸缩机构为电缸、电机和气缸中的一种；所述伸缩机构由电缸、电机或气缸进行直接或者间接驱动。
[0021]本专利技术还请求保护一种采用上述结构型的金属增材设备。
[0022]由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：
[0023]1.本专利技术的一种构建仓水平移动和定位机构及金属增材制造设备，采用四组滚轮和双导轨方式进行驱动，解决了金属颗粒易进入高精度配合间隙内的问题，无需润滑维修；
[0024]2.本专利技术构建仓的运动方向取决于导轨的结构，可做非直线运动实现平面转向；
[0025]3.本专利技术滚轮驱动构建仓的结构，保证了其运动精度，使其构建仓可以全程处于高速且稳定的运动状态，且最大运动行程不受限制；
[0026]4.本专利技术增加导向装置，增加了装置的稳定性，使得结构更加稳定
[0027]5.本专利技术的方法简单易行，成本较低，适于推广应用。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例1的结构示意图；
[0029]图2是本专利技术驱动装置与固定板的组合结构示意图；
[0030]图3是本专利技术定位槽与定位柱处于卡合状态时的结构示意图
[0031]其中：1、机架；2、导轨；3、伸缩机构；4、驱动装置；5、固定板；6、构建仓；7、定位槽；8、定位柱；9、驱动轮；10、辅助轮；11、导向轮；12、滚轮固定架；13、防撞块；14、防撞柱。
具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构建仓水平移动和定位机构，其特征在于：包括机架(1)和定位机构，机架(1)上固定有两条平行设置的导轨(2)和位于导轨(2)上方的伸缩机构(3)；所述导轨(2)上设有驱动装置(4)，驱动装置(4)的驱动端固定有固定板(5)，固定板(5)的上表面安装有构建仓(6)，驱动装置(4)沿所述导轨(2)带动构建仓(6)水平移动；所述定位机构包括对应设置的定位槽(7)和定位柱(8)，所述定位槽(7)固定在所述固定板(5)或者所述构建仓(6)上，所述定位柱(8)固定在所述伸缩机构(3)的伸缩端。2.如权利要求1所述的一种构建仓水平移动和定位机构，其特征在于：所述驱动装置(4)包括电机、固定在所述固定板(5)下表面的减速机以及与导轨(2)滚动连接的滚轮；所述滚轮对应两条所述导轨(2)由成对设置的驱动轮(9)以及辅助轮(10)组成；每对所述驱动轮(9)之间均通过所述电机配合所述减速机实现同步驱动。3.如权利要求2所述的一种构建仓水平移动和定位机构，其特征在于：所述电机为伺服电机，三相异步电动机和变频电机中的一种。4.如权利要求2所述的一种构建仓水平移动和定位机...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琢，张达明，熊孝经，孙明丰，
申请(专利权)人：苏州倍丰激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：