一种增减材复合加工的智能制造技术

本发明专利技术属于

【技术实现步骤摘要】
一种增减材复合加工的智能3D打印机


[0001]本专利技术属于
3D
打印
，具体涉及一种增减材复合加工的智能
3D
打印机
。

技术介绍

[0002]增减材复合制造技术是
CAD
产品图形设计
、
建立产品模型
、
模型分层切片
、
沉积叠加快速成型等的加工过程，较为先进的增减材复合制造是将增减材的加工阶段复合交替进行，以此提高加工效率和精度
。
该技术是一种先增加（增材），后去除材料（减材）的过程，以“离散－堆积－控制”的成型原理为基础，其加工的思路是：把要加工的三维零件看作是相应数量二维平面轮廓沿某坐标方向上的叠加，因此，依据计算机生成的产品三维设计模型，按一定的厚度分层切片，切分生成一系列平面几何信息，即将零件的三维数据信息转换为一系列的二维或三维轮廓几何信息，层面几何信息融合沉积参数和机加工参数生成扫描路径数控代码，成型系统按照轮廓轨迹逐层扫描堆积材料和加工控制（对轮廓或表面进行机加工）；最终成型三维实体零件
。
[0003]现有的
3D
打印主要是采用增材制造（
FDM
熔融堆积）来完成的，其中
3D
打印机是一种通过逐层添加材料来制造物体的机器
。
它使用计算机辅助设计（
CAD
）软件将数字模型转换为逐层的切片，并将每个切片逐一打印出来，最终形成一个完整的物体
。
现有的
3D
打印设备无法进行精度加工（精度加工可以理解为减材加工），这对于一些形状较为复杂的产品在进行制作时，其劣势尤为突出，一方面打印精度差，另一方面在进行二次的精度加工时，往往由于产品形状复杂而带来精度加工难度高
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种增减材复合加工的智能
3D
打印机，能够解决在进行
3D
打印时由于无法进行精度加工导致打印出的产品质量较差
。
[0005]本专利技术采取的技术方案具体如下：一种增减材复合加工的智能
3D
打印机，包括机架，还包括位于机架底部的底板；
XY
轴驱动机构，所述
XY
轴驱动机构装配于机架内部上方；打印机构，所述打印机构装配于
XY
轴驱动机构上，所述
XY
轴驱动机构可驱动打印机构沿
X
轴或
Y
轴方向移动；打印台，所述打印台设置于机架的内部且位于打印机构的下方；其中，所述打印机构包括安装架，所述安装架转动连接于所述
Y
轴驱动机构输出端上，所述安装架内设有转换头驱动气缸，所述转换头驱动气缸输出端固定连接有转换头，所述转换头下方设有
3D
打印头和铣刀，所述底板底部设有升降机构，所述升降机构输出端设有打印台
。
[0006]进一步的，所述
XY
轴驱动机构包括
X
轴驱动机构和
Y
轴驱动机构，其中，所述
X
轴驱动机构装配于机架上的第一固定板上，且所述
Y
轴驱动机构设于所述
X
轴驱动机构输出端
。
[0007]进一步的，所述
X
轴驱动机构包括固定于机架内部的两组
X
轴驱动组件和第一导向
杆，所述
X
轴驱动组件的输出端固定连接有第一丝杆，所述第一丝杆上螺纹连接有第一移动块，其中，所述第一导向杆可滑动的贯穿第一移动块，用于对所述第一移动块进行限位
。
[0008]进一步的，所述
Y
轴驱动机构包括
Y
轴驱动组件和第二导向杆，其中，所述第一移动块上安装有承载板，所述
Y
轴驱动组件和第二导向杆均安装于承载板上，且所述
Y
轴驱动组件的输出端固定连接有第二丝杆，所述第二丝杆上螺纹连接有安装架，其中，所述第二导向杆可滑动的贯穿安装架，用于对安装架进行限位
。
[0009]进一步的，所述
X
轴驱动组件和
Y
轴驱动组件均为伺服电机
、
伺服马达中的任意一种
。
[0010]进一步的，所述铣刀固定连接于所述转换头底部，所述铣刀与所述
3D
打印头沿所述转换头中心对称放置，所述转换头驱动气缸驱动所述转换头转动，完成所述铣刀与所述
3D
打印头转换
。
[0011]进一步的，所述安装架上设置有可抽拉的打印墨盒，且所述打印墨盒装配到位后与
3D
打印头相适配
。
[0012]进一步的，所述安装架的一侧开设有用于容纳打印墨盒的容纳槽，所述容纳槽的内壁顶部设有气压式开关，且打印墨盒底部的通孔与气压式开关相连通，所述气压式开关通过一管道连接至
3D
打印头，且安装架的顶部通过管道连接至外部供气源，且该管道的出气端与容纳槽相连通，当所述打印盒装配到位后，外部供气源提供供气，将打印墨盒内的热塑性材料输送至
3D
打印头
。
[0013]进一步的，所述升降机构包括固定于机架内部的两组升降组件和第三导向杆，所述升降组件的输出端固定连接有第三丝杆，所述第三丝杆上螺纹连接有固定块，其中，固定块固定连接于所述打印台外侧，且所述打印台外侧还固定连接有固定块，所述第三导向杆可滑动的贯穿所述固定块，用于对打印台进行限位
。
[0014]进一步的，所述升降机构还包括固定于所述机架内的导向块，所述导向块内固定连接有第三导向杆，用于对第三导向杆进行支撑和固定
。
[0015]本专利技术取得的技术效果为：本专利技术通过打印机构内的增减材复合加工技术，在加工过程中工件无需移动，降低了移动带来的定位误差和碰撞事故，其次，可以在一个设备中完成多道工序
。
这种集成的制造方式不仅减少了制造过程中的中间环节，增减材复合加工可使材料利用率大大提高，减少材料的浪费
。
同时增减材复合加工技术大幅提高打印速度
。
增减材复合加工技术可以同时进行增材制造和减材加工，大大缩短了打印时间，提高生产效率
。
同时通过增减材复合加工技术可对打印出的物体进行精细加工，使打印出来的产品精确度更高，产品更完美
。
[0016]本专利技术通过打印机构内的增减材复合技术，可以在同一次打印过程中使用多种材料，从而实现更多样化的打印效果
。
此外，增减材复合加工的智能
3D
打印机技术能够实现更高的设计自由度
。
传统的制造方式通常受到工艺和设备的限制，而智能
3D
打印机则可以根据设计师的要求将复杂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种增减材复合加工的智能
3D
打印机，包括机架（
10
），其特征在于：还包括位于机架（
10
）底部的底板（
11
）；
XY
轴驱动机构（2），所述
XY
轴驱动机构（2）装配于机架（
10
）内部上方；打印机构（
40
），所述打印机构（
40
）装配于
XY
轴驱动机构（2）上，所述
XY
轴驱动机构（2）可驱动打印机构（
40
）沿
X
轴或
Y
轴方向移动；打印台（
60
），所述打印台（
60
）设置于机架（
10
）的内部且位于打印机构（
40
）的下方；其中，所述打印机构（
40
）包括安装架（
41
），所述安装架（
41
）转动连接于所述
XY
轴驱动机构（2）输出端上，所述安装架（
41
）内设有转换头驱动气缸（
42
），所述转换头驱动气缸（
42
）输出端固定连接有转换头（
43
），所述转换头（
43
）下方设有
3D
打印头（
44
）和铣刀（
45
），所述底板（
11
）底部设有升降机构（
50
），所述升降机构（
50
）输出端设有打印台（
60
）
。2.
根据权利要求1所述的一种增减材复合加工的智能
3D
打印机，其特征在于：所述
XY
轴驱动机构（2）包括
X
轴驱动机构（
20
）和
Y
轴驱动机构（
30
），其中，所述
X
轴驱动机构（
20
）装配于机架（
10
）上的第一固定板（
21
）上，且所述
Y
轴驱动机构（
30
）设于所述
X
轴驱动机构（
20
）输出端
。3.
根据权利要求2所述的一种增减材复合加工的智能
3D
打印机，其特征在于：所述
X
轴驱动机构（
20
）包括固定于机架（
10
）内部的两组
X
轴驱动组件（
22
）和第一导向杆（
23
），所述
X
轴驱动组件（
22
）的输出端固定连接有第一丝杆（
24
），所述第一丝杆（
24
）上螺纹连接有第一移动块（
25
），其中，所述第一导向杆（
23
）可滑动的贯穿第一移动块（
25
），用于对所述第一移动块（
25
）进行限位
。4.
根据权利要求3所述的一种增减材复合加工的智能
3D
打印机，其特征在于：所述
Y
轴驱动机构（
30
）包括
Y
轴驱动组件（
31
）和第二导向杆（
32
），其中，所述第一移动块（
25
）上安装有承载板（
34
），所述
Y
轴驱动组件（
31
）和第二导向杆（
32
）均安装于承载板（
34
）上，且所述
Y
轴驱动组件（
31
）的输出端固定连接有第二丝杆（<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨义，汪强昆，王玉龙，张恺，
申请(专利权)人：苏州博创熠鑫智造科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：