[实用新型]增减材多功能加工一体机

说明书

技术领域

本实用新型属于增减材多功能加工一体化装置领域，具体涉及3D打印、激光加工、数控加工、超声加工、电子束加工、电火花加工和等离子加工技术，可以实现对工件的一体化建模、成型和精密加工。

技术背景

3D打印、激光加工、数控加工、超声加工、电子束加工、电火花加工和等离子加工都是目前机械加工作业中比较常见的加工方式，在日常对工件的加工过程中，时常会需要一种或几种不同的加工装置协同作业，加工工序繁琐，耗时较长，同时不同加工装置的重复装夹也加大了零件的误差，有时为了满足对某个零件的特殊加工要求，就必须购买指定的大型装置用于加工，成本昂贵，同时也造成了极大的资源浪费。3D打印技术也叫快速成型技术，2000年以后，清华大学、华中科技大学、西安交通大学等高校陆续研究3D打印技术，通过3D打印制造出来的零件完全符合对于未来器械制造“轻量化”和“高强度”的要求，传统技术在生产零件过程中会造成许多不必要的损耗，对于复杂产品，夸张的时候原材料利用率仅有不到10%，而3D打印所特有的增材加工技术则能很好的利用原材料，利用率高达90%；激光加工技术在机械加工生产中的应用有激光雕刻机、激光切割机和激光焊接机等等，通过利用聚能的激光在聚焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工工件，具有强度高、单色性好、相干性好和方向性好的优点，可以对工件进行打孔、切割、划片、焊接、热处理等加工；数控加工技术主要被应用在数控加工中心上，通过不同的数控加工设备实现对零件的不同加工，可实现铣、钻、磨、镗孔和铰孔等机械作业，数控加工是机械加工的传统方式，在机械加工中应用十分广泛；超声加工技术是利用超声振动工具，冲击和抛磨工件的被加工部位，使其局部材料被蚀除形成粉末，以进行穿孔、切割和研磨作业，以及利用超声波振动使工件之间相互结合，目前超声加工技术已成为特种加工中的基本加工方式，往往能应用于传统加工难以完成的加工工序上，主要包括超声去除加工、超声表面光整加工和超声焊接加工；电子束加工是通过利用聚能后的电子束，以极高的速度冲击到工件表面极小的面积上，其能量的大部分转变为热能，从而引起材料的局部融化或气化，能加工微孔、窄缝、半导体集成电路等，是一种精密的加工方法，且工件不受机械力作用，不易产生宏观应力和变形，所以加工材料范围很广，对脆性、韧性、导体、非导体、半导体材料都可以加工，加工生产率很高；电火花加工是利用工件电极和工具电极之间产生的脉冲性火花放电，通过产生电蚀现象来去除多余的金属，从而达到对工件加工的目的，因此易于用来加工各种导电材料，且不受工件的物理性能、力学性能的限制，在加工过程中，工具与工件不直接接触，所以工件无机械变形，在硬度高的材料上，加工精度高，可用来加工表面质量高的复杂模具；等离子加工是以压缩的空气为工作气体，以高温高速的等离子弧为热源，将被切割的金属局部熔化，并同时用高速气流将已熔化的金属吹走，形成狭窄切缝，可用于不锈钢、铝、铜、铸铁、碳钢等各种金属材料的切割，不仅切割速度快、切缝狭窄、切口平整、热影响区小，而且工件变形度低，且具有显著的节能效果。

该项目是设计制作一台集3D打印、激光加工、数控加工、超声加工、电子束加工、电火花加工和等离子加工于一体的增减材加工一体机，这将大大节省了购买3D打印机、激光切割机、激光雕刻机、数控车床、数控磨床、超声加工设备、电子束加工设备、电火花加工设备和等离子加工设备的费用，同时对这些加工装置进行改良和模块化，变成可以模块化更换的加工装置，这将大大节省了工件加工的耗时和耗材，同时可以大大的避免工件的重复装夹，有效的减少了工件加工的误差，可以为加工工件提供一个更加便利、方便、高效且节约成本的加工方案。

发明内容

本实用新型提供了一种增减材多功能加工一体机，将3D打印、激光加工、数控加工、超声加工、电子束加工、电火花加工和等离子加工融合到一台机器上，各种加工装置可以根据需求模块化的更换在功能转换装置上，用户可以根据需求选择其中一种或者几种加工装置协同对工件进行快速建模、成型和精密加工。

增减材多功能加工一体机包括结构框架、驱动装置、工作平台、数控装置、功能转换装置和可以模块化更换的加工装置。