一種多功能激光復合材質3d打印機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及先進制造技術領域，具體地說是一種多功能、復合材質激光3D打印機。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代社會消費者的需求日趨多樣化，工業(yè)生產(chǎn)要求產(chǎn)品能夠快速轉型，這必然要求快速設計和快速制造技術相結合，使企業(yè)適應瞬息萬變的市場要求。依靠各種設計軟件和特定的專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，已經(jīng)基本能夠實現(xiàn)產(chǎn)品的快速設計。為了快速把設計思想和設計結果具體化形象化，相應的開發(fā)出各種快速原型制造技術(3D打印技術)，
[0003]但這些技術所制造出來的原型產(chǎn)品絕大多數(shù)不能作為實際使用的、完全體現(xiàn)設計目標的真實廣品。
[0004]零件加工成型的方法，從基本思路來說可以分成兩大類，一種就是傳統(tǒng)的從整體逐漸去除材料而最終得到成品零件，如傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、刨等；另一種就是從離散添加的角度，逐層添加材料來堆積出所需零件，如各種快速成型方法，SLS,L0M,FDM等，人們分別沿兩種思路，或將兩種思路結合，開發(fā)出各種新的機械加工成型設備，比如電火花成型，線切割技術、激光切割，水刀切割技術等。現(xiàn)代以增才制造思想為指導的3D打印技術尤其受到社會各方面的廣泛關注，不同國家和地區(qū)，分別從不同的角度對其進行研宄，開發(fā)出了各種各樣的3D打印機。
[0005]激光技術是20世紀60年代初發(fā)展起來的一門新興科學，隨著激光技術的發(fā)展，在材料加工方面，已逐步形成了一系列嶄新的激光加工方法一統(tǒng)稱激光加工(Lasser BeamMachining簡稱LBM)。將激光技術和增材制造思想相結合，開發(fā)出了選區(qū)激光燒結、紫外激光固化、激光切割疊層實體制造等快速原型制造技術。由于激光可以焦聚到微米級或更小，輸出功率可以調(diào)節(jié)，因此可用以精密微細加工處理；加工速度快，熱影響區(qū)小，容易實現(xiàn)加工過程自動化，但需要行反復模擬和試驗，尋找合理的參數(shù)，才能達到最優(yōu)效果。
[0006]現(xiàn)在快速原型技術正逐漸向快速制造技術轉變，但是各種傳統(tǒng)的快速原型技術要想轉變成快速制造技術實現(xiàn)正在功能零件或產(chǎn)品的3D打印均面臨各種難以克服的問題。比如，制件精度、強度問題，材料轉換問題等等。目前各種快速成型技術均面臨快速材料快速轉換或復合的問題，實際的各種零件或產(chǎn)品很少是由單一材料構成，并且隨著零件或產(chǎn)品的使用環(huán)境的變化或最優(yōu)化零件性能或功能材料的需求，常常希望能實現(xiàn)加工過程中原材料的快速轉換或復合。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本申請?zhí)岢隽艘环N多功能激光復合材質3D打印機，綜合使用兩種激光增材制造技術，采用逐層添加材料最終實現(xiàn)各種功能零件和材料的加工制造，能夠方便地解決增才制造過程中材質的隨時轉換及復合的問題。
[0008]為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種多功能激光復合材質3D打印機，包括床身，床身的后側兩端分別設有立柱，立柱的頂部設有主梁，主梁上設有激光器，懸梁可滑動的設置在主梁的下側，控制箱和光路轉換系統(tǒng)可前后滑動的設置在懸梁上，所述的床身上還設有光敏樹脂箱，樹脂箱內(nèi)設有升降臺，升降臺上設有可放置工件的工作臺，兩個立柱上分別設有一個雙向卷棍，雙向卷棍帶動帶料移動，所述的多功能激光3D打印機還包括冷卻系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)、激光控制系統(tǒng)及機床控制系統(tǒng)。
[0009]作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的主梁的底部設有滑槽，所述的懸梁上設有與滑槽相配合的滑動機構，懸梁通過滑動機構置于滑槽內(nèi)可滑動的設置在主梁的下側。
[0010]作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的雙向卷輥分別由驅動伺服電機帶動可以雙向卷動，驅動伺服電機由機床控制系統(tǒng)控制。
[0011]作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的樹脂箱內(nèi)的樹脂為能夠利用激光固化成型的光敏樹脂。
[0012]作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的光敏固化過程和帶料的切割由系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制。
[0013]作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的升降臺為液壓升降臺，所述的工作臺通過螺栓固定在升降臺上。
[0014]本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點:
[0015]綜合使用兩種激光增材制造技術，采用逐層添加材料最終實現(xiàn)各種功能零件和復合材料的加工制造，能夠方便地解決增才制造過程中材質的隨時轉換問題。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本申請實施例的整體框架結構圖。
[0018]圖中:1、床身，2、立柱，3、主梁，4、激光器，5、懸梁，6、控制箱，7、光路轉換系統(tǒng)，8、樹脂箱，9、升降臺，10、工件，11、工作臺，12、雙向卷輥，13、帶料。
【具體實施方式】
[0019]為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
[0020]如圖1所示，本實用新型所述的一種多功能激光復合材質3D打印機，包括床身1，床身I的后側兩端分別設有立柱2，立柱2的頂部設有主梁3，主梁3上設有激光器4，懸梁5可滑動的設置在主梁3的下側，控制箱6和光路轉換系統(tǒng)7可前后滑動的設置在懸梁5上，所述的床身I上還設有樹脂箱8，樹脂箱8內(nèi)設有升降臺9，升降臺9上設有可放置工件10的工作臺11，兩個立柱2上分別設有一個雙向卷輥12，雙向卷輥12之間設有帶料13，所述的多功能激光3D打印機還包括冷卻系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)、激光控制系統(tǒng)及機床控制系統(tǒng)。[0021 ] 其中，在實際應用中，所述的主梁3的底部設有滑槽，所述的懸梁5上設有與滑槽相配合的滑動機構，懸梁5通過滑動機構置于滑槽內(nèi)可滑動的設置在主梁3的下側。
[0022]其中，在實際應用中，所述的雙向卷輥12分別由驅動伺服電機帶動，驅動伺服電機由機床控制系統(tǒng)控制其動作。
[0023]其中，在實際應用中，所述的升降臺9為液壓升降臺，所述的工作臺11通過螺栓固定在升降臺9上，可以根據(jù)不同工件的需要方便的更換工作臺11。
[0024]其中，在實際應用中，所述的光敏固化過程和帶料13的切割由系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制。
[0025]其中，在實際應用中，所述的樹脂箱8內(nèi)的樹脂為光敏樹脂，能夠利用激光固化成型。
[0026]工作原理:懸梁5可在主梁3上左右移動，控制箱6和光路系統(tǒng)7可以在懸梁5上前后移動；升降臺9可帶動工作臺11在樹脂箱8內(nèi)上下移動；左右2個雙向卷輥12可帶動帶料13左右移動；具體進行成型加工時候，工件三維模型進行切片處理送入控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)按每一層截面輪廓和材料分別進行樹脂固化和帶料切割。激光器發(fā)出的激光，通過光路系統(tǒng)轉換聚焦后作為樹脂固化光源和帶料切割光源。比如先進行一層或數(shù)層樹脂固化，此時需要先在帶料上切割出工作窗口 ；然后當需要加入帶料時，帶料移動到工件上方，升降臺上升到帶料底面高度，激光變功率，按截面輪廓切割帶料，下一層繼續(xù)添加帶料，則料輥卷動帶料向前，激光繼續(xù)按輪廓切割，否則，切割過的帶料向前移動一個工位，激光將切割零件輪廓后的那部分帶料，切出一個窗口，然后另一邊的料輥將切割出的窗口移回光固化工作臺上方，同時零件下沉，激光變功率，進行光固化過程，如此反復，直至完成制件。
[0027]本方案將兩種激光快速成型技術相結合，提出了多材料、多功能3D打印加工中心的概念。首先是多功能，本3D打印加工中心可以方便地打印出功能材料、復合材料、梯度材料等，也可以快速打印單個零件。
[0028]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例演示如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種多功能激光復合材質3D打印機，其特征在于:包括床身，床身的后側兩端分別設有立柱，立柱的頂部設有主梁，主梁上設有激光器，可滑動的懸梁設置在主梁的下側，控制箱和光路轉換系統(tǒng)可前后滑動的設置在懸梁上，所述的床身上還設有樹脂箱，樹脂箱內(nèi)設有升降臺，升降臺上設有可放置工件的工作臺，兩個立柱上分別設有一個雙向卷輥，雙向卷輥帶動帶料可雙向卷收，所述的多功能激光3D打印機還包括冷卻系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)、激光控制系統(tǒng)及機床控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種多功能激光復合材質3D打印機，其特征在于，所述的主梁的底部設有滑槽，所述的懸梁上設有與滑槽相配合的滑動機構，懸梁通過滑動機構置于滑槽內(nèi)可滑動的設置在主梁的下側。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種多功能激光復合材質3D打印機，其特征在于，所述的雙向卷輥分別由驅動伺服電機帶動可以雙向卷動，驅動伺服電機由機床控制系統(tǒng)控制。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種多功能激光復合材質3D打印機，其特征在于，所述的樹脂箱內(nèi)的樹脂為能夠利用激光固化成型的光敏樹脂。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種多功能激光復合材質3D打印機，其特征在于，所述的升降臺為液壓升降臺，所述的工作臺通過螺栓固定在升降臺上。
【專利摘要】本實用新型提供了一種多功能激光復合材質3D打印機，包括床身，床身的后側兩端分別設有立柱，立柱的頂部設有主梁，主梁上設有激光器，懸梁可滑動的設置在主梁的下側，控制箱和光路轉換系統(tǒng)可前后滑動的設置在懸梁上，所述的床身上還設有樹脂箱，樹脂箱內(nèi)設有升降臺，升降臺上設有可放置工件的工作臺，兩個立柱上分別設有一個雙向卷輥，雙向卷輥之間設有帶動帶料的輸送帶，所述的多功能激光3D打印機還包括冷卻系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)、激光控制系統(tǒng)及機床控制系統(tǒng)，本實用新型的有益效果為綜合使用兩種激光增材制造技術，采用逐層添加材料最終實現(xiàn)各種功能零件和材料的加工制造，能夠方便地解決增才制造過程中材質的隨時轉換，或復合材料制備問題。
【IPC分類】B23K26-00, B33Y30-00
【公開號】CN204565418
【申請?zhí)枴緾N201520247691
【發(fā)明人】胡增榮, 童國權, 李曉村, 郭華鋒, 陳長軍, 徐家樂, 劉鑫培, 周亮
【申請人】胡增榮
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月21日