一种超声辅助激光增材制造方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超声辅助激光增材制造方法及装置，具体涉及激光增材制造技术领域，包括外壳、机械臂、喷头和辅助机构，所述外壳一侧设有添料机构和调节机构，所述添料机构包括加热筒，所述加热筒顶端固定设有电机，所述加热筒内部设有固定轴，所述固定轴另一端固定设有圆盘。本发明专利技术通过设置添料机构，通过电机的转动驱动固定轴及其一端的圆盘转动，将原料通过斜管和出料孔添加至加热筒中，原料在斜板上滚动，并在滚动的过程中被斜板加热熔化，最终汇集在加热筒内部底端，以此在打印的同时不断添加并熔化原料，打印完成后也停止原料的添加，以此避免一次性熔化的原料过多或过少，从而给打印造成不便。而给打印造成不便。而给打印造成不便。

【技术实现步骤摘要】
一种超声辅助激光增材制造方法及装置


[0001]本专利技术涉及激光增材制造
，更具体地说是一种超声辅助激光增材制造方法及装置。

技术介绍

[0002]增材制造技术就是我们所俗称的3D打印技术，融合了计算机辅助技术和材料加工成型技术等，将材料熔化后喷射出来，而后逐层的堆积，以此制造出实体物品，主要用于制造结构相对复杂的物体，制造过程通过计算机数控系统控制，无需人工操作，方便、高效。
[0003]随着时代的进步，3D打印技术的发展十分迅速，已经投入到了实际的生产过程中，由于3D打印技术所生产的物体较为复杂，难以计算其制造所需的原料的量，导致制造过程中可能出现熔融状态的原料不足或过剩的现象，此外熔融状态的原料在喷出的过程中会对已经喷出但是未完全凝固的材料形成冲击，有可能因此而导致物体变形。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种超声辅助激光增材制造方法及装置，以解决上述
技术介绍
中出现的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种超声辅助激光增材制造装置，包括外壳、机械臂、喷头和辅助机构，所述机械臂、喷头和辅助机构设在外壳内部，所述喷头固定设在机械臂一端，所述外壳一侧设有添料机构和调节机构；
[0006]所述添料机构包括加热筒，所述加热筒设在外壳一侧，所述加热筒顶端固定设有电机，所述加热筒内部设有固定轴，所述固定轴一端延伸至加热筒顶端并与电机的输出轴固定连接，所述固定轴另一端固定设有圆盘，所述圆盘上开设有两个出料孔，所述加热筒一侧固定设有入料斗，所述入料斗底端固定设有斜管，所述斜管一端延伸至加热筒内部并与圆盘顶端相接触，所述加热筒内部设有横杆，所述横杆两端均与加热筒内壁固定连接，所述加热筒内壁上固定设有多个斜板，所述横杆顶端固定设有加热棒，所述加热棒贯穿斜板，所述加热棒、斜板、横杆均位于圆盘底部；
[0007]所述调节机构包括调节室，所述调节室设在加热筒和外壳之间，所述调节室底部设有连接管，所述连接管一端延伸至调节室内部并与调节室固定连接，所述连接管一端设有阻力板，所述阻力板顶端固定设有插杆，所述调节室内部顶端固定设有套管，所述插杆一端延伸至套管内部并与套管内壁相接触，所述套管顶端固定设有第二导气管，所述机械臂另一端固定设有滑块，所述滑块设在外壳一侧内壁上并与外壳通过滑轨活动连接，所述外壳内部顶端固定设有滑动管，所述滑动管内部设有第二活塞，所述第二活塞顶端固定设有密封垫，所述第二活塞、密封垫外端与滑动管内壁相接触，所述第二活塞底端固定设有拉杆，所述拉杆一端延伸至滑动管底部并与滑块顶端固定连接，所述第二导气管一端与滑动管相连接，所述第二导气管与滑动管的连接处位于第二活塞底部。
[0008]进一步地，所述调节室一侧固定设有第一输料管和第一导气管，所述第一导气管
设在第一输料管底部，所述调节室底端固定设有回收管，所述第一输料管、第一导气管、回收管、连接管、第二导气管上均固定设有阀门，所述加热筒底端固定设有第二输料管和输送泵，所述输送泵固定设在第二输料管上，所述第二输料管一端与连接管一侧固定连接，所述加热筒另一侧固定设有连通管，所述连通管一端设有密封塞，所述第一输料管一端与喷头一端固定连接。
[0009]进一步地，所述外壳顶端固定设有气压筒，所述气压筒一侧内壁上固定设有电动推杆，所述电动推杆一端固定设有第一活塞，所述第一活塞外端与气压筒内壁相接触，所述气压筒一侧与第一导气管一端固定连接，所述气压筒一侧固定设有导管，所述导管上固定设有阀门。
[0010]进一步地，所述外壳另一侧设有冷却室，所述冷却室内部设有螺旋管，所述螺旋管两端分别与冷却室内部顶端和内部底端固定连接，所述螺旋管一端延伸至冷却室底部，所述回收管一端与螺旋管另一端固定连接，所述冷却室一侧固定设有固定板，所述固定板延伸至冷却室底部，所述固定板一侧设有铰轴，所述铰轴一端延伸至固定板另一侧并与固定板通过轴承活动连接，所述铰轴一端固定设有旋钮，所述铰轴另一端固定设有挡板，所述冷却室另一侧固定设有两个连接板，所述连接板一端与外壳固定连接。
[0011]进一步地，所述辅助机构包括超声波定位装置，所述超声波定位装置固定设在喷头外端，所述喷头外端固定设有加热板，所述加热板设在超声波定位装置顶部，所述加热板外端固定设有导热丝，所述喷头另一端固定设有金属管，所述导热丝一端与金属管外端固定连接。
[0012]进一步地，所述调节室另一侧固定设有两个连接块，所述连接块一端与加热筒外端固定连接。
[0013]进一步地，所述外壳底端固定设有底座，所述加热筒外端固定设有多个支撑杆，所述支撑杆一端与底座顶端固定连接，所述外壳前侧设有玻璃密封门，所述玻璃密封门与外壳通过合页活动连接。
[0014]进一步地，本专利技术还包括超声辅助激光增材制造装置的制造方法，具体步骤如下：
[0015]步骤一：在进行操作前，将所需的固体材料放置于入料斗中，而后打开电机，通过电机驱动固定轴及其一端的圆盘转动，同时打开加热棒，加热棒打开后产生热量，并且将热量传递至于其连接的斜板，当圆盘转动后，圆盘上的出料孔随之转动，当出料孔转动至斜管一端处，入料斗中的原料便会通过斜管和出料孔落入加热筒中，原料落在加热筒内部的斜板表面并随着斜板向下滚动，由于斜板在加热棒的加热下温度较高，因此原料在滚动的过程中熔化并最终落入加热筒内部底端汇集；
[0016]步骤二：熔化的原料汇集在加热筒内部底端后，打开输送泵，在输送泵的驱动下，原料通过第二输料管和连接管进入调节室中，并通过调节室一侧的第一输料管通向喷头，最终由喷头喷出，在此过程中，机械臂在电脑程序的控制下运动，使得喷出的原料在外壳内部底端堆积为相应的物体，同时原料在进入调节室的过程中通过连接管流出并对阻力板造成冲击，受到冲击的阻力板向上移动，带动插杆向上移动，套管内部的空气因此而受到挤压，因此套管内部的空气通过第二导气管而进入滑动管中，进入滑动管中的空气推动第二活塞向上移动并拉动拉杆，进而使得拉杆拉动滑块向上滑动，滑块向上滑动后，机械臂、喷头整体向上移动；
[0017]步骤三：在打印的过程中通过超声波定位装置对原料喷出的位置进行定位，避免发生偏移，同时若打印过程中出现较大的偏差错误时，可暂停打印，而后将加热板通电，而后导热丝将加热板的热量传递至金属管，随后控制机械臂和喷头，使得金属管一端靠近打印错误的部位并与其接触，使得金属管的热量将错误的部位熔化，同时驱动气压筒内部的电动推杆拉动第一活塞，使得气压筒内部负压，气压筒与调节室通过第一导气管连接，调节室内部也因此而负压，以此将熔化后的错误部位原料吸回；
[0018]步骤四：在打印完成后，使电动推杆拉动第一活塞移动，使得调节室内部负压，以此将各个管道中熔融状态的原料吸入调节室中，吸入过程中，关闭回收管上的阀门，将连接管、第一输料管上的阀门打开，连接管、第一输料管中的原料被吸入调节室，使得原料在调节室中汇集，汇集完毕后，驱动电动推杆推动第一活塞反向移动，同时关闭第二导气管、连接管、第一输料管上的阀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声辅助激光增材制造装置，包括外壳(1)、机械臂(21)、喷头(17)和辅助机构，所述机械臂(21)、喷头(17)和辅助机构设在外壳(1)内部，所述喷头(17)固定设在机械臂(21)一端，其特征在于：所述外壳(1)一侧设有添料机构和调节机构；所述添料机构包括加热筒(7)，所述加热筒(7)设在外壳(1)一侧，所述加热筒(7)顶端固定设有电机(6)，所述加热筒(7)内部设有固定轴(9)，所述固定轴(9)一端延伸至加热筒(7)顶端并与电机(6)的输出轴固定连接，所述固定轴(9)另一端固定设有圆盘(27)，所述圆盘(27)上开设有两个出料孔(41)，所述加热筒(7)一侧固定设有入料斗(8)，所述入料斗(8)底端固定设有斜管(10)，所述斜管(10)一端延伸至加热筒(7)内部并与圆盘(27)顶端相接触，所述加热筒(7)内部设有横杆(42)，所述横杆(42)两端均与加热筒(7)内壁固定连接，所述加热筒(7)内壁上固定设有多个斜板(12)，所述横杆(42)顶端固定设有加热棒(11)，所述加热棒(11)贯穿斜板(12)，所述加热棒(11)、斜板(12)、横杆(42)均位于圆盘(27)底部；所述调节机构包括调节室(13)，所述调节室(13)设在加热筒(7)和外壳(1)之间，所述调节室(13)底部设有连接管(15)，所述连接管(15)一端延伸至调节室(13)内部并与调节室(13)固定连接，所述连接管(15)一端设有阻力板(14)，所述阻力板(14)顶端固定设有插杆(37)，所述调节室(13)内部顶端固定设有套管(38)，所述插杆(37)一端延伸至套管(38)内部并与套管(38)内壁相接触，所述套管(38)顶端固定设有第二导气管(25)，所述机械臂(21)另一端固定设有滑块(24)，所述滑块(24)设在外壳(1)一侧内壁上并与外壳(1)通过滑轨活动连接，所述外壳(1)内部顶端固定设有滑动管(26)，所述滑动管(26)内部设有第二活塞(35)，所述第二活塞(35)顶端固定设有密封垫(39)，所述第二活塞(35)、密封垫(39)外端与滑动管(26)内壁相接触，所述第二活塞(35)底端固定设有拉杆(36)，所述拉杆(36)一端延伸至滑动管(26)底部并与滑块(24)顶端固定连接，所述第二导气管(25)一端与滑动管(26)相连接，所述第二导气管(25)与滑动管(26)的连接处位于第二活塞(35)底部。2.根据权利要求1所述的一种超声辅助激光增材制造装置，其特征在于：所述调节室(13)一侧固定设有第一输料管(20)和第一导气管(5)，所述第一导气管(5)设在第一输料管(20)底部，所述调节室(13)底端固定设有回收管(28)，所述第一输料管(20)、第一导气管(5)、回收管(28)、连接管(15)、第二导气管(25)上均固定设有阀门，所述加热筒(7)底端固定设有第二输料管(43)和输送泵(16)，所述输送泵(16)固定设在第二输料管(43)上，所述第二输料管(43)一端与连接管(15)一侧固定连接，所述加热筒(7)另一侧固定设有连通管，所述连通管一端设有密封塞，所述第一输料管(20)一端与喷头(17)一端固定连接。3.根据权利要求2所述的一种超声辅助激光增材制造装置，其特征在于：所述外壳(1)顶端固定设有气压筒(2)，所述气压筒(2)一侧内壁上固定设有电动推杆(3)，所述电动推杆(3)一端固定设有第一活塞(4)，所述第一活塞(4)外端与气压筒(2)内壁相接触，所述气压筒(2)一侧与第一导气管(5)一端固定连接，所述气压筒(2)一侧固定设有导管，所述导管上固定设有阀门。4.根据权利要求2所述的一种超声辅助激光增材制造装置，其特征在于：所述外壳(1)另一侧设有冷却室(23)，所述冷却室(23)内部设有螺旋管(22)，所述螺旋管(22)两端分别与冷却室(23)内部顶端和内部底端固定连接，所述螺旋管(22)一端延伸至冷却室(23)底部，所述回收管(28)一端与螺旋管(22)另一端固定连接，所述冷却室(23)一侧固定设有固定板(19)，所述固定板(19)延伸至冷却室(23)底部，所述固定板(19)一侧设有铰轴(18)，所
述铰轴(18)一端延伸至固定板(19)另一侧并与固定板(19)通过轴承活动连接，所述铰轴(18)一端固定设有旋钮，所述铰轴(18)另一端固定设有挡板(40)，所述冷却室(23)另一侧固定设有两个连接板(45)，所述连接板(45)一端与外壳(1)固定连接。5.根据权利要求1所述的一种超声辅助激光增材制造装置，其特征在于：所述辅助机构包括超声波定位装置(33)，所述超声波定位装置(33)固...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝敬宾，
申请(专利权)人：朗福赛宿迁智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：