[发明专利]一种多轴多材料丝基激光增材制造设备

说明书

一种多轴多材料丝基激光增材制造设备，其特征在于：包括多丝系统、整体式储丝筒、可变角度激光器、设备底座；所述的多丝系统包括承托板、分线盒、导向装置、辅助夹紧轮、辅助夹紧器、分线盒保持架、保护气体接口；所述的整体式储丝筒包括储丝轮、定位弯块、连接杆；所述的多角度激光器包括激光头、姿态调整架；所述的设备底座包括外壳、双自由度系统、摇篮式回转工作台、气体循环接口、成型平台；以上机构共同组成多轴多材料丝基激光增材制造设备，该设备可完成多轴多材料激光增材制造，在系统控制下可实现丝材材料的自动切换。

技术领域

本发明涉及一种多轴多材料丝基激光增材制造设备。

背景技术

目前，对于金属材料的增材制造，国内外研究主要集中在粉末材料增材制造，丝状材料增材制造研究较少，丝材增材制造与粉材增材制造相比，有材料利用率高、无粉尘污染、原料获取方便等优点，同时由于国内外对丝材增材制造研究较少，因此需要深入研究，丝材增材制造从成型方式上，可分为电弧送丝成型、电子束送丝成型和激光送丝成型等方式，激光送丝成型目前研究较少，实验表明，激光增材制造下多材料间结合情况较好，并且在相应位置使用不同材料会整体提高工件强度，但目前激光送丝工艺一般只能使用一种材料进行加工，如果要使用多种材料，必须停机更换材料，难以满足连续的多材料梯度加工等需求；另外，目前增材制造一般都是简单的三轴加工，对于增材制造这种“从0到1”的加工方式，三轴加工一般够用，但面对以零件修补为目的增材制造工艺时，绝大部分情况下三轴加工便无法满足了；本发明设计了一种多轴多材料丝基激光增材制造设备，并相应地提出一种多轴多材料丝基激光增材制造工艺，本设备可完成多材料送丝激光增材堆叠制造或者多材料送丝激光增材修补，整个工艺流程可以实现自动化，操作简单，极大的降低了相应的加工成本。

发明内容

为了解决上文提到的多轴多材料送丝激光增材堆叠制造或者激光增材修补工艺的问题，提出了一种多轴多材料丝基激光增材制造设备，包括多丝系统、整体式储丝筒、可变角度激光器、设备底座，该系统借助储丝筒和分线盒可将两种丝材分别送入加工区域，同时辅助夹紧轮和辅助夹紧器配合完成切换过程，解决了多材料丝材激光增材制造工艺中不同丝材自动切换的问题；另一方面，借助回转工作台以及成型工具台，可以分别实现丝材激光增材堆叠制造工艺和丝材激光增材修补工艺，提高加工效率，节约工时，简化工序，降低成本。

一种多轴多材料丝基激光增材制造设备，其特征在于：包括多丝系统、整体式储丝筒、可变角度激光器、设备底座；所述的多丝系统包括承托板、分线盒、导向装置、辅助夹紧轮、辅助夹紧器、分线盒保持架、保护气体接口；所述的整体式储丝筒包括储丝轮、定位弯块、连接杆；所述的多角度激光器包括激光头、姿态调整架；所述的设备底座包括外壳、双自由度系统、摇篮式回转工作台、气体循环接口、成型平台。

所述的设备底座主要包括外壳和机架两部分，依据权利要求一中所述，气体循环接口安装在外壳上，外壳采用半透明材质，同时配有半透明材质的拉门，可以实时观测加工情况，且不会因强光灼伤人眼；双自由度系统和摇篮式回转工作台位于机架上，二者配合下可实现多轴加工；成型平台安装在回转工作台的T型槽上并可以随时拆卸。

所述的多丝系统安装在加工设备双自由度系统的横梁上，多丝系统基体是一承托板，承托板安装在加工设备双自由度系统横梁直线模组的丝杠螺母上，横梁直线模组下方开有导向槽，相应的，螺母上有一导向块，导向块与导向槽相接触，可以实现力的转移，减轻螺母受力；本发明只考虑两种材料的多材料激光增材堆叠制造加工，因此承托板最上端为两个丝材导向环，每个导向环下方为一导向轮，向下为辅助夹紧轮，加紧轮每两个活动轮为一组，共两组并列布置，向下为辅助夹紧器，夹紧器中每两个夹紧块为一组，共两组并列布置，每组辅助夹紧轮和辅助夹紧块的活动部分均由各自的差动丝杠连接，每个差动丝杠由单独的电机提供动力；再向下为分线盒，分线盒被保持架固定在承托板上。