[发明专利]一种直接打印建筑框架的等离子3D打印设备与方法

权利要求书

1.一种直接打印建筑框架的等离子3D打印设备，其特征在于包括成型台(4)、直立在成型台(4)周围的数根成型支架(8)、等离子加工装置(2)、连接件(5)、数根驱动臂(10)、送粉电机(12)和中央控制系统(13)；

所述成型支架(8)上设有导轨(7)，导轨(7)上设有滑块驱动机构(6)；

所述连接件(5)置于成型支架(8)的中部，所述连接件(5)的周围通过分布在其周围的数根驱动臂(10)活动连接滑块驱动机构(6)；

所述等离子加工装置(2)安装在连接件(5)上方，在连接件(5)的下方安装有与等离子加工装置(2)连接的等离子喷头(3)，所述等离子加工装置(2)通过等离子光纤(9)连接等离子喷头(3)；

所述送粉电机(12)内的金属粉末由通粉管路(11)送入等离子喷头(3)；

所述中央控制系统(13)分别通过控制电缆连接等离子加工装置(2)、送粉电机(12)、滑块驱动机构(6)；

当中央控制系统(13)控制滑块驱动机构(6)在导轨(7)上按照其指令，在Z方向作上下运动时，可带动连接件(5)在XYZ三个方向相应运动。

2.根据权利要求1所述直接打印建筑框架的等离子3D打印设备，其特征在于，导轨(7)的轴线垂直于成型台(4)的平面。

3.根据权利要求1所述直接打印建筑框架的等离子3D打印设备，其特征在于，所述成型支架(8)的数量为三根，呈“品”字型分布，并固定在成型台(4)的周围。

4.根据权利要求3所述直接打印建筑框架的等离子3D打印设备，其特征在于，每根成型支架(8)上的导轨(7)为两根，并相互平行。

5.根据权利要求1所述直接打印建筑框架的等离子3D打印设备，其特征在于，所述直接打印建筑框架的等离子3D打印设备还包括一个对等离子加工装置(2)进行冷却的水冷机系统，由中央控制系统(13)控制。

6.根据权利要求5所述直接打印建筑框架的等离子3D打印设备，其特征在于，所述水冷机系统为水冷机(14)，并通过冷却水路(1)连接等离子加工装置(2)。

7.根据权利要求1至4中任一项所述直接打印建筑框架的等离子3D打印设备，其特征在于，所述直接打印建筑框架的等离子3D打印设备还包括一个对等离子加工装置(2)进行冷却的水冷机系统，由中央控制系统(13)控制。

8.根据权利要求7所述直接打印建筑框架的等离子3D打印设备，其特征在于，所述驱动臂(10)与滑块驱动机构(6)和连接件(5)之间的连接，采用转动连接。如球形旋转接头。

9.一种权利要求1至8中任一项所述直接打印建筑框架的等离子3D打印设备的打印方法，其特征在于包括如下步骤：

将设计好的建筑框架的三维模型的电子数据文件，转换成中央控制系统(13)可读取的格式，导入其内；

中央控制系统(13)通过控制等离子加工装置(2)产生等离子体，通过等离子光纤9到达等离子喷头(3)，与此同时，中央控制系统(13)通过控制水冷机(14)工作，水冷机(14)通过冷却水管1对等离子加工装置(2)内部的等离子枪进行冷却；

中央控制系统(13)通过控制送粉电机(12)通过通粉管路(11)向等离子喷头(3)输送打印框架所需的粉末，为了粉末熔化的均匀性，采用了三条通粉管路(11)输送粉末，最后和等离子弧同轴汇聚在等离子喷头(3)并喷出并熔化，与此同时，中央控制系统(13)事前导入的电子数据文件的内容，控制滑块驱动机构(6)，各自沿导轨(7)在Z方向上按指令移动，使连接件(5)在XYZ三个方向作出相应的运动，进而带动等离子喷头(3)按照相应的运动轨迹将熔化的粉末，逐层堆积在成型台(4)上，最终完成所需形状建筑框架的等离子3D打印。