CN104525947A - 一种金属3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属3D打印机，包括机架、工作台、工作台运动机构、打印头运动机构、打印头、送料机构及电控箱组成，其特征在于：所述工作台运动机构包括分别驱动工作台横向运动、纵向运动、垂直旋转和水平旋转的工作台横向运动机构、工作台纵向运动机构、工作台垂直旋转机构和工作台水平旋转机构；所述打印头运动机构包括分别驱动打印头垂直运动、水平旋转和垂直旋转的打印头垂直直线运动机构、打印头水平旋转机构、打印头垂直旋转机构。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印机，具体说是一种金属3D打印机。
背景技术
传统的金属3D打印机是只设有X、Y、Z三轴，只能打印一些简单零件，但在实际生产使用中，因为金属熔化后堆积时如下方没有托件则会下垂变形，所以对一些复杂的中空零件无法制造出满足要求的产品，影响了3D打印技术的实用推广。
发明内容
为了解决现有技术中金属3D打印时金属熔化后堆积时如下方没有托件则会下垂变形的不足，本发明提供了一种结构简单，使用方便，能满足不同材质、复杂零件结构打印生产的金属3D打印机。
本发明采用的技术方案是：一种金属3D打印机，包括机架、工作台、工作台运动机构、打印头运动机构、打印头、送料机构及电控箱组成，所述工作台运动机构包括分别驱动工作台横向运动、纵向运动、垂直旋转和水平旋转的工作台横向运动机构、工作台纵向运动机构、工作台垂直旋转机构和工作台水平旋转机构；所述打印头运动机构包括分别驱动打印头垂直运动、水平旋转和垂直旋转的打印头垂直直线运动机构、打印头水平旋转机构、打印头垂直旋转机构。
进一步地，所述工作台横向、纵向机构互相叠加安装于机架上，工作台垂直旋转机构安装于工作台横向或纵向运动机构上，工作台水平旋转机构安装于工作台垂直旋转机构上，工作台安装于工作台水平旋转机构上；上述各运动机构的均可为数控电机控制并全部联接电控箱。
进一步地，所述工作台横向、纵向机构互相叠加安装于机架上，工作台水平旋转机构安装于工作台横向或纵向运动机构上，工作台垂直旋转机构安装于工作台水平旋转机构上，工作台安装于工作台垂直旋转机构上；上述各运动机构的均可为数控电机控制并全部联接电控箱。
进一步地，所述打印头垂直直线运动机构安装于工作台上方的机架上，打印头垂直直线运动机构依次经打印头水平旋转机构、打印头垂直旋转机构连接打印头，或打印头垂直直线运动机构依次经打印头垂直旋转机构、打印头水平旋转机构连接打印头；上述各运动机构的均可为数控电机控制并全部联接电控箱。
进一步地，所述送料机构包括金属线材储料机构和减速喂料机构，金属线材储料机构和/或减速喂料机构由电控箱经数控电机控制。
进一步地，所述打印头由耐高温材料制成的带管状出口结构。
进一步地，所述打印头上安装由连接电控箱的金属加热机构，金属加热机构采用高频或中频电加热机构或气体燃烧加热机构或两者组合。
进一步地，所述金属加热机构上安装有温控机构，温控机构包括分别设置于打印头上和被打印产品旁的温控传感器，温控传感器均联接电控箱。
进一步地，还包括连接电控箱的冷却机构，冷却机构分别设置于打印头上和被打印产品旁联接电控箱，冷却机构采用风冷或液冷机构。
进一步地，还包括气体保护机构，气体保护机构对应于打印头及工作台。
再进一步地，所述打印机可设一个或多个打印头，一个或多个打印头分别配一个或多个送料机构，一个或多个打印头分别安装于一个或多个打印头垂直旋转机构上。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、打印头安装于打印头垂直旋转机构上实现一定角度的垂直旋转，以确保金属熔化体按一定角度挤出顺利完成堆积；打印头垂直旋转机构安装于打印头水平旋转机构上实现一定角度水平方向的旋转，打印头水平旋转机构安装于打印头垂直直线运动机构上实现打印头对工作台的远近直线运动，打印头垂直直线运动机构最终安装于机架上；各机构均可为数控电机控制，并全部联接电控箱受电控箱精确控制；且各机构组合安装顺序可根据实际需要排列，也可根据需要增减轴数。
2、工作台安装于工作台垂直旋转机构或工作台水平旋转机构上实现一定角度的垂直或水平旋转，以确保对应打印头送出金属熔化体按一定角度挤出顺利完成堆积，避免复杂机构或悬空机构的金属熔化体下垂变形；再由工作台横向运动机构和工作台纵向运动机构最终安装于机架上完成工作台横向和纵向的打印位移要求；各机构均可为数控电机控制，并全部联接电控箱受电控箱精确控制；且各机构组合安装顺序可根据实际需要排列，也可根据需要增减轴数。
3、打印头由耐高温材料制成的带管状出口特征的机构，在其上安装有金属加热机构，可采用高频或中频电加热或气体燃烧加热或两者的组合加热使金属高温熔化流出打印头与打印的产品融合；送料机构包括由电控箱控制的数控电机配金属线材储料机构和减速喂料机构组成，能完成金属线材向打印头的精确喂送，并挤推出金属熔化体。
4、打印头上和打印产品旁设置联接电控箱的温控传感器，并经电路控制打印头上金属加热机构高频或中频电源或燃烧气体的流量来控制打印头上金属熔化体的温度及金属熔化体着落点的预热温度。打印头上和打印产品旁设置联接电控箱的冷却机构，可根据需要控制风冷或液冷机构冷却打印头和打印产品。
5、打印过程中气体保护机构将防氧化气体充满打印工件周围，以防止工件表面产生氧化影响金属熔化体的堆积熔合，也同时防止打印产品表面的特性改变。
6、打印机可设一个或多个打印头分别配一个或多个送料机构及一个或多个打印头垂直旋转机构以实现对打印工件不同部位不同材质的组合需要。
本3D打印机结合实际需要克服了以前3D打印机的缺点，通过熔化不同材质的金属线材，打印各种复杂零件，通过工作台的横向平移、纵向平移、垂直旋转、水平旋转及打印头的垂直直线运动、水平旋转、垂直旋转的动作完成各种形状、结构复杂零件的单件或批量生产，省去了模具制作及铸造造型的复杂劳动，尤其可以制造出用模具无法实现的中空产品，减少用工，提高打印效率及打印质量。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：机架1，工作台2，打印头3，工作台横向运动机构4，工作台纵向运动机构5，工作台垂直旋转机构6，工作台水平旋转机构7，打印头垂直直线运动机构8，打印头水平旋转机构9，打印头垂直旋转机构10，金属线材储料机构11，减速喂料机构12，金属加热机构13，冷却机构14，气体保护机构15，电控箱16。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1所示，一种金属3D打印机包括机架1、工作台2、打印头3、工作台横向运动机构4、工作台纵向运动机构5、工作台垂直旋转机构6、工作台水平旋转机构7、打印头垂直直线运动机构8、打印头水平旋转机构9、打印头垂直旋转机构10、金属线材储料机构11、减速喂料机构12、金属加热机构13、冷却机构14、气体保护机构15和电控箱16。机架1上支撑有相互叠加设置的工作台横向运动机构4和工作台纵向运动机构5，工作台水平旋转机构7安装于工作台横向运动机构4或工作台纵向运动机构5上，工作台垂直旋转机构6安装于工作台水平旋转机构7上，工作台2安装于工作台垂直旋转机构6上，工作台2上方的机架1上连接有打印头垂直直线运动机构8，打印头垂直直线运动机构8上连接打印头水平旋转机构9，打印头水平旋转机构9经打印头垂直旋转机构10连接打印头3，上述各运动机构的均可为数控电机控制并全部联接电控箱16。机架1上还设有金属线材储料机构11和对应打印头3的减速喂料机构12，金属线材储料机构和/或减速喂料机构由电控箱16经数控电机控制。打印头3由耐高温材料制成的带管状出口结构。打印头3上安装由连接电控箱16的金属加热机构13，金属加热机构13采用高频或中频电加热机构或气体燃烧加热机构或两者组合。温控机构包括分别设置于打印头上和被打印产品旁的温控传感器，温控传感器均联接电控箱。冷却机构14分别设置于打印头上和被打印产品旁联接电控箱，冷却机构采用风冷或液冷机构。气体保护机构15对应于打印头及工作台。
上述实施例只是本发明的一种简单实施，打印机可设一个或多个打印头，一个或多个打印头分别配一个或多个送料机构，一个或多个打印头分别安装于一个或多个打印头垂直旋转机构上。各运动机构可顺序组合或选择组合。水平旋转机构可采用水平盘装旋转，垂直旋转机构可采用驱动轴驱动垂直旋转。
Claims (10)
1.一种金属3D打印机，包括机架、工作台、工作台运动机构、打印头运动机构、打印头、送料机构及电控箱组成，其特征在于：所述工作台运动机构包括分别驱动工作台横向运动、纵向运动、垂直旋转和水平旋转的工作台横向运动机构、工作台纵向运动机构、工作台垂直旋转机构和工作台水平旋转机构；所述打印头运动机构包括分别驱动打印头垂直运动、水平旋转和垂直旋转的打印头垂直直线运动机构、打印头水平旋转机构、打印头垂直旋转机构。
2.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机，其特征在于：所述工作台横向、纵向机构互相叠加安装于机架上，工作台垂直旋转机构安装于工作台横向或纵向运动机构上，工作台水平旋转机构安装于工作台垂直旋转机构上，工作台安装于工作台水平旋转机构上，上述各运动机构的均可为数控电机控制并全部联接电控箱；或所述工作台横向、纵向机构互相叠加安装于机架上，工作台水平旋转机构安装于工作台横向或纵向运动机构上，工作台垂直旋转机构安装于工作台水平旋转机构上，工作台安装于工作台垂直旋转机构上，上述各运动机构的均可为数控电机控制并全部联接电控箱。
3.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机，其特征在于：所述打印头垂直直线运动机构安装于工作台上方的机架上，打印头垂直直线运动机构依次经打印头水平旋转机构、打印头垂直旋转机构连接打印头，或打印头垂直直线运动机构依次经打印头垂直旋转机构、打印头水平旋转机构连接打印头；上述各运动机构的均可为数控电机控制并全部联接电控箱。
4.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机，其特征在于：所述送料机构包括金属线材储料机构和减速喂料机构，金属线材储料机构和/或减速喂料机构由电控箱经数控电机控制。
5.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机，其特征在于：所述打印头由耐高温材料制成的带管状出口结构。
6.根据权利要求1或4所述的一种金属3D打印机，其特征在于：所述打印头上安装由连接电控箱的金属加热机构，金属加热机构采用高频或中频电加热机构或气体燃烧加热机构或两者组合。
7.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机，其特征在于：还包括温控机构，温控机构包括分别设置于打印头上和被打印产品旁的温控传感器，温控传感器联接电控箱。
8.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机，其特征在于：还包括连接电控箱的冷却机构，冷却机构分别设置于打印头上和被打印产品旁联接电控箱，冷却机构采用风冷或液冷机构。
9.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机，其特征在于：还包括气体保护机构，气体保护机构对应于打印头及工作台。
10.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机，其特性在于：所述打印机可设一个或多个打印头，一个或多个打印头分别配一个或多个送料机构，一个或多个打印头分别安装于一个或多个打印头垂直旋转机构上。
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