[发明专利]一种增减材复合制造设备

说明书

本发明涉及一种增减材复合制造设备。该设备中增材和减材过程独立完成，无需采用加工中心上的刀具切换装置，将减材刀具和增材成形组件进行切换，大大提升了生产效率。该设备包括加工中心、增材成形组件以及冷却喷嘴；增材成形组件包括连接板、电机、直线运动线性模组以及能量沉积金属增材成形装置；直线运动线性模组固定在加工中心的主轴箱上，直线运动线性模组上滑动连接有连接板；连接板上固定安装能量沉积金属增材成形装置；电机向直线运动线性模组提供动力从而使连接板带动能量沉积金属增材成形装置上下移动；冷却喷嘴固定在加工中心的主轴箱上，且出风口朝向加工中心的工作台面。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种增减材复合制造设备。

背景技术

增材制造技术是通过材料的有序累加或堆积形成三维实体，因其材料利用率高、可实现复杂零部件的一体化成形等优势，增材制造技术，尤其金属增材制造技术已步入了航空航天、核能、海洋工程、汽车工程等领域的工业应用阶段。

但是，对于现有的增减材设备来说，还存在以下问题：

1、目前增减材设备的大都采用加工中心上的刀具切换装置，将减材刀具和增材成形组件进行切换，这种做方法大大降低了生产效率。

2、对减材刀具的冷却：目前加工基本都是干式铣削，没有对刀具做冷却处理，干式加工会影响刀具的使用寿命，增加刀具使用成本；

3、对于工作台面的冷却，现有方法是在工作台面和打印基板支架之间增加隔热物，但是这种方式无法对打印基板进行温度调控，冷却效果较差。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种增减材复合制造设备，该设备在加工中心的主轴箱上安装独立移动的增材成形组件，使得增材和减材过程独立完成，无需采用加工中心上的刀具切换装置，将减材刀具和增材成形组件进行切换，大大提升了生产效率，同时，还采用了风冷方式对加工区域进行冷却，大大减小了加工过程中对刀具损坏。

本发明的具体技术方案是：

本发明设计了一种增减材复合制造设备，包括加工中心、增材成形组件以及冷却喷嘴；

增材成形组件包括连接板、电机、直线运动线性模组以及能量沉积金属增材成形装置；

直线运动线性模组固定在加工中心的主轴箱上，可随主轴箱一同沿竖直方向运动，直线运动线性模组上滑动连接有连接板；连接板上固定安装能量沉积金属增材成形装置；电机向直线运动线性模组提供动力从而使连接板带动能量沉积金属增材成形装置沿竖直方向上下切换位置；冷却喷嘴固定在加工中心的主轴箱上，且出风口朝向加工中心的工作台面。

进一步地，为了使得加工中心的工作台面的温控效果更优，该加工中心的工作台面上还设有水冷板；水冷板安装在加工中心的工作台面上，可随工作台面一同回转运动；水冷板上设有一进水口和一出水口；水冷板内设置有流通管道，流通管道一端与进水口连接，另一端与出水口连接，流通管道在水冷板内自边缘至中心盘绕设置；水冷板上设置有用于固定工件的多个安装孔；安装孔均需避开流通管道的位置开设。

进一步地，为了使得散热性更强，并且利于制作，所述流通管道采用铜管。

进一步地，上述能量沉积金属增材成形装置为激光熔覆头。激光熔覆头为送粉激光熔覆头或送丝激光熔覆头。

进一步地，上述能量沉积金属增材成形装置还可以为焊枪。焊枪为冷金属过渡焊接焊枪(CMT)或熔化极惰性气体保护焊焊枪(MIG)或非熔化极惰性气体保护电弧焊焊枪(TIG)。

进一步地，上述加工中心为五轴加工中心，采用龙门结构，并采用摇篮和转台组合形式。