一种金属3D打印的工具端制造技术

本实用新型专利技术属于3D打印技术领域，公开了一种金属3D打印的工具端，包括支架和从支架内部空间伸出的执行工具，温度场传感器和/或点云传感器分别通过一调节机构安装于支架上，且分别位于执行工具的两侧，温度场传感器和点云传感器均能通过对应的调节机构相对于支架进行位置和角度的调节；图像传感器通过调节组件可调节地安装于支架上，通过调节组件相对于支架进行位置和角度的调节。通过对3D打印中的温度、尺寸和形状以及熔池状态进行监控和测量，保证了金属零件3D打印过程中打印工件的形状和尺寸的精确度以及打印过程的稳定性，提高了金属零件3D打印质量。金属零件3D打印质量。金属零件3D打印质量。

【技术实现步骤摘要】
一种金属3D打印的工具端


[0001]本技术涉及一种金属3D打印工具，属于3D打印


技术介绍

[0002]对于电弧增材的金属零件3D打印目前是采用电弧作为热源，对材料进行加热，用金属丝材作为填充材料，使同种或异种材料达到原子间结合从而形成工件的一种加工方法。金属零件3D打印过程中，填充材料的温度、打印过程中的熔池状况、打印过程中零件的形状尺寸等等，均对零件的打印质量控制产生重要影响。因此，有必要对打印过程进行监控和测量，以最大程度上保证金属零件3D打印质量。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种金属3D打印的工具端，解决金属零件3D打印过程中打印工件的形状和尺寸的精确度以及打印过程的稳定性。
[0004]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案如下：
[0005]一种金属3D打印的工具端，包括支架和从支架内部空间伸出的执行工具，温度场传感器和/或点云传感器分别通过一调节机构安装于支架上，且分别位于执行工具的两侧，温度场传感器和/或点云传感器通过对应的调节机构相对于支架进行位置和角度的调节；图像传感器通过调节组件可调节地安装于支架上，通过调节组件相对于支架进行位置和角度的调节。
[0006]进一步地，所述执行工具为焊枪。
[0007]进一步地，还包括一激光器，激光器安装于所述调节组件上，通过调节组件相对于支架进行位置和角度的调节。
[0008]进一步地，所述调节机构包括连接在支架端部的端板、通过转轴铰接于端板上的滑板和可沿滑板上的燕尾槽滑动的燕尾滑块，所述燕尾滑块固定在温度场传感器或点云传感器背面。
[0009]进一步地，所述端板上设置有直通槽或以转轴为中心的弧形通槽，滑板相对于端板转动调节至所需的角度位置时，采用锁紧螺钉穿过直通槽或弧形通槽，顶紧或螺纹连接在滑板上。
[0010]进一步地，温度场传感器和点云传感器上均安装有可由驱动机构驱动实现启闭动作的防护罩。
[0011]进一步地，所述调节组件包括两个对称地分别与支架连接固定的固定板，每一固定板上连接一相对固定板可调节的调节板，两块调节板之间连接一相对调节板可调节的安装板，图像传感器与激光器均连接在安装板上。
[0012]进一步地，调节板与固定板之间通过第一腰槽和可沿第一腰槽调节并锁紧于第一螺孔内的第一锁紧螺钉相配合，实现调节板与固定板之间的竖向角度调节及固定。
[0013]进一步地，调节板与安装板之间通过第二腰槽和可沿第二腰槽调节并锁紧于第二螺孔内的第二锁紧螺钉相配合，实现调节板与安装板之间的水平调节及固定。
[0014]进一步地，固定板上设置有辅助弧形腰槽，调节板上设置有可配合沿辅助弧形腰槽滑动的弧形块；调节板上设置有辅助直线槽，安装板的两端设置有可配合地沿辅助直线槽滑动调节的凸块。
[0015]进一步地，所述支架包括两块平行的侧板，侧板内部设有贯通的水冷流道，两块侧板上的水冷流道通过金属管连接实现贯通；其中一块侧板的水冷流道具有与外部连通的入水口，另一块侧板的水冷流道具有与外部连通的出水口。
[0016]本技术所达到的有益效果：
[0017]本技术的金属3D打印的工具端，通用性高，在有限的空间中集成了温度场传感器、点云传感器、图像传感器和激光器，集成程度好。温度场传感器用于采集3D打印工件的温度信息。点云传感器用于采集3D打印工件的形状和尺寸信息。温度场传感器和点云传感器均能通过调节机构实现位置和角度的调节。图像传感器在3D打印工件时可以近距离对熔池状态进行实时采集，以便于对熔池状况进行监控。激光器在图像传感器采集熔池时发射激光增强光照，使图像传感器能够采集得到更清晰的熔池状态图像。图像传感器和激光器能通过调节组件调节到朝向溶池的合适的角度和距离，使图像传感器能够准确采集到熔池状态图像。两块侧板中的水冷流道可以带走各传感器传导到侧板中的热量，从而保护传感器不会过热而影响寿命。
[0018]通过对3D打印中的温度、尺寸和形状以及熔池状态进行监控和测量，保证了金属零件3D打印过程中打印工件的形状和尺寸的精确度以及打印过程的稳定性，提高了金属零件3D打印质量。
附图说明
[0019]图1是本实施例中的防护罩转动至遮挡位时的金属3D打印的工具端总装图；
[0020]图2是图1中的金属3D打印的工具端另一视角总装图；
[0021]图3是图1中的防护罩转动至避让位时的金属3D打印的工具端总装图；
[0022]图4是图1中的温度场传感器及其调节机构连接示意图；
[0023]图5是图4中露出驱动机构内部的另一视角示意图；
[0024]图6是图1中的点云传感器及其调节机构连接示意图；
[0025]图7是图6中露出驱动机构内部的另一视角连接示意图；
[0026]图8是图1中的图像传感器、激光器及其调节组件连接示意图；
[0027]图9是图8中的图像传感器、激光器及其调节组件另一视角连接示意图；
[0028]图10是图1中的支架与温度场传感器、点云传感器连接示意图；
[0029]图中，背板1，支架2，侧板21，水冷流道211，金属管22，入水口23，出水口24，执行工具3，温度场传感器4，点云传感器5，驱动机构41、51，防护罩42、52，调节机构6，转轴61，端板62，滑板63，燕尾槽631，燕尾滑块64，锁紧螺钉65，弧形通槽66，图像传感器7，激光器8，调节组件9，固定板91，辅助弧形腰槽911，调节板92，第一腰槽921，第一锁紧螺钉922，第二腰槽923，第二锁紧螺钉924，弧形块925，辅助直线槽926，安装板93，凸块931，支板94，调节手柄95。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0031]如图1、图2和图3所示，本实施例中的金属3D打印的工具端包括背板1、安装于背板1上的支架2和执行工具3。温度场传感器4、点云传感器5分别通过一调节机构6安装于支架2上，且分别位于执行工具3的两侧，温度场传感器4和点云传感器5均能通过对应的调节机构6相对于支架2进行位置和角度的调节。图像传感器7及激光器8通过调节组件9可调节地安装于支架2上，且位于执行工具3的下方，图像传感器7及激光器8均可通过调节组件9相对于支架2进行位置和角度的调节。
[0032]本实施例中执行工具3为焊枪。在其他实施方式中，执行工具3也可以为其他执行具体加工操作的工具。
[0033]结合图4
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图7，本实施例中，调节机构6采用燕尾槽结构，包括通过转轴61铰接于端板62上的滑板63和可沿滑板63上的燕尾槽631滑动的燕尾滑块64，燕尾滑块64固定在温度场传感器4和点云传感器5背面。温度场传感器4、点云传感器5均能通过燕尾滑块64与燕尾槽631的滑动实现位置调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属3D打印的工具端，其特征是，包括支架和从支架内部空间伸出的执行工具，温度场传感器和/或点云传感器分别通过一调节机构安装于支架上，且分别位于执行工具的两侧，温度场传感器和/或点云传感器通过对应的调节机构相对于支架进行位置和角度的调节；图像传感器通过调节组件可调节地安装于支架上，通过调节组件相对于支架进行位置和角度的调节。2.根据权利要求1所述的一种金属3D打印的工具端，其特征是，所述执行工具为焊枪。3.根据权利要求1所述的一种金属3D打印的工具端，其特征是，还包括一激光器，激光器安装于所述调节组件上，通过调节组件相对于支架进行位置和角度的调节。4.根据权利要求1所述的一种金属3D打印的工具端，其特征是，所述调节机构包括连接在支架端部的端板、通过转轴铰接于端板上的滑板和可沿滑板上的燕尾槽滑动的燕尾滑块，所述燕尾滑块固定在温度场传感器或点云传感器背面。5.根据权利要求4所述的一种金属3D打印的工具端，其特征是，所述端板上设置有直通槽或以转轴为中心的弧形通槽，滑板相对于端板转动调节至所需的角度位置时，采用锁紧螺钉穿过直通槽或弧形通槽，顶紧或螺纹连接在滑板上。6.根据权利要求1所述的一种金属3D打印的工具端，其特征是，温度场传感器和点云传感器上均安装有可由驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱博轩，程远，
申请(专利权)人：南京英尼格玛工业自动化技术有限公司，
类型：新型
国别省市：