一种以丝材为原材料快速制造原型的方法及其快速成型的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种以丝材为原材料快速制造原型的方法及其快速成型机，其方法是首先牵引一条丝材在成型板上形成直线或曲线平面轨迹形状，使丝材结合在成型板上，并保持相应的形状；其次以该条丝材为基准进行快速成型分层叠加增材，包括两种情况：1)在该条丝材上将其它丝材层层紧密叠加，形成所需构件的空间形状，并使丝材间实现冶金结合，最终便可获得所需形状的构件；2)将其它丝材与该条丝材条条并列相贴组合在一起形成板面结构，并使丝材间实现冶金结合，然后在该板面结构上将丝材按照所需的轨迹形状和长度层层堆积，形成所需构件的空间形状，并使丝材间实现冶金结合，最终便可获得所需形状的构件。本发明操作方便，稳定可靠，生产成本较低。
【专利说明】一种以丝材为原材料快速制造原型的方法及其快速成型机
【技术领域】
[0001]本发明涉及快速原型制造的【技术领域】，尤其是指一种以丝材为原材料快速制造原型的方法及其快速成型机。
【背景技术】
[0002]快速原型制造又称为快速成形，以丝材为送进原料金属焊丝三维焊接熔覆快速成形技术是快速零件制造技术的一种，是一种逐层焊接堆积生长成形的制造方法，可以直接制造高熔点金属原型，而其它以丝材为送进原料增材快速成型方法只能制造塑料、高分子材料、低熔点金属原型(参阅《快速成形技术》，王运赣，华中理工大学出版社，1999年9月第I版，81?83页)；而金属粉末3D打印成型的速度很慢、效率很低，而且制件具有粉末冶金零件的特性，材料力学性能较低，抗冲击性能不强。向永华、吕耀辉、徐滨士、姜炜、夏丹发表在《焊接技术》2009年7月第38卷第7期第1_5页题目为:基于三维焊接熔覆的快速成形技术及其系统的发展的论文，及李超、朱胜、沈灿铎、柳建发表在《中国表面工程》2009年6月第22卷第3期第7-22页题目为:焊接快速成形技术的研究现状与发展趋势的论文，描述焊接成形时会产生较多的热量，造成制造零件的变形，特别是薄壁件、薄板件的变形很大，从而影响制造零件的精度，限制了焊接熔覆快速成形技术的应用领域。胡晓东、赵万华发表在《机械科学与技术》2005年5月第24卷第5期第540-542页题目为:等离子弧焊直接金属成形技术的工艺研究的论文，描述了将成形工作台置于水箱之中，在焊接堆积成形的同时，对制造的零件进行水冷，尽量减少零件的热变形量，但由于丝材被熔化，产生的热量很大，散热效果并不理想，同时，在水箱中操作不方便，也难以成形较大尺寸的零件。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供一种高效、可靠、操作方便的以丝材为原材料快速制造原型的方法及其快速成型机。
[0004]为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为:一种以丝材为原材料快速制造原型的方法，首先，牵引一条丝材在成型板上形成直线或曲线平面轨迹形状，同时使丝材结合在成型板上，并保持相应的形状；其次，再以该条丝材为基准进行快速成型分层叠加增材，包括以下两种情况:
[0005]I)在该条丝材上将其它丝材层层紧密叠加，形成所需构件的空间形状，并使丝材之间实现冶金结合，最终便可制造获得所需形状的构件；
[0006]2)将其它丝材与该条丝材条条并列相贴组合在一起形成板面结构，并使丝材之间实现冶金结合，保持相应的形状，然后再在该板面结构上将丝材按照所需的轨迹形状和长度层层堆积，形成所需构件的空间形状，并使丝材之间实现冶金结合，最终便可制造获得所需形状的构件。
[0007]所述丝材为具有相对平行面的矩形和方形截面的扁丝带。
[0008]所述冶金结合通过焊接或加热烧结实现。
[0009]所述丝材为金属丝材或非金属丝材。
[0010]所述所需形状的构件有容器壳体、汽车的外壳金属覆盖件、板壳类形状结构件、机械零件。
[0011]本发明所述的一种快速成型机，包括有成型板、工作台、用于驱动该工作台在X轴方向平移的X轴伺服驱动机构、用于驱动该工作台在Y轴方向平移的Y轴伺服驱动机构、用于驱动该工作台上下升降的升降驱动机构、带有压辊的送丝夹头、夹头运动伺服驱动机构、带有线轮的送丝机构、激光焊接机构、计算机图形处理系统上位机、控制系统下位机，其中，所述升降驱动机构设在工作台的下方，并通过支撑块与工作台连接，所述工作台活动安装在支撑块上，并由X轴伺服驱动机构和Y轴伺服驱动机构驱动实现X-Y轴方向的平移；所述成型板固定装于工作台上，所述送丝夹头设在该成型板的上方，其上设有供送丝机构放出来的丝材穿过的通孔，并可通过压辊实现对丝材的压贴，所述送丝夹头由夹头运动伺服驱动机构驱动实现空间三维移动；所述激光焊接机构设在成型板的上方，用于实现丝材之间和丝材与成型板之间的焊接；所述控制系统下位机通过控制线分别与X轴伺服驱动机构、Y轴伺服驱动机构、升降驱动机构、夹头运动伺服驱动机构、送丝机构、激光焊接机构一一对应相接，所述计算机图形处理系统上位机通过数据传输线与控制系统下位机连接，所述计算机图形处理系统上位机将图形处理好的数据传输给控制系统下位机，控制系统下位机生成控制程序驱动被控制机构按程序进行相应的动作。
[0012]所述控制系统下位机包括有X方向运动控制模块、Y方向运动控制模块、工作台升降控制模块、送丝夹头控制模块、送丝机构控制模块、激光头控制模块。
[0013]本发明所述的另一种快速成型机，包括有成型板、工作台、用于驱动该工作台水平旋转的旋转驱动机构、用于驱动该旋转驱动机构上下升降的升降驱动机构、带有压辊的送丝夹头、夹头运动伺服驱动机构、带有线轮的送丝机构、激光焊接机构、计算机图形处理系统上位机、控制系统下位机，其中，所述升降驱动机构设在旋转驱动机构的下方，并与其相连接；所述工作台装于旋转驱动机构上，可由该旋转驱动机构驱动旋转；所述成型板固定装于工作台上，所述送丝夹头设在该成型板的上方，其上设有供送丝机构放出来的丝材穿过的通孔，并可通过压辊实现对丝材的压贴，所述送丝夹头由夹头运动伺服驱动机构驱动实现空间三维移动；所述激光焊接机构设在成型板的上方，用于实现丝材之间和丝材与成型板之间的焊接；所述控制系统下位机通过控制线分别与旋转驱动机构、升降驱动机构、夹头运动伺服驱动机构、送丝机构、激光焊接机构一一对应相接，所述计算机图形处理系统上位机通过数据传输线与控制系统下位机连接，所述计算机图形处理系统上位机将图形处理好的数据传输给控制系统下位机，控制系统下位机生成控制程序驱动被控制机构按程序进行相应的动作。
[0014]所述控制系统下位机包括有工作台旋转控制模块、工作台升降控制模块、送丝夹头控制模块、送丝机构控制模块、激光头控制模块。
[0015]本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:
[0016]1、丝材柔软，在室温条件下易于拉直、弯曲、快速高效率精确成形，成形需要的力很小、消耗的能量很少；
[0017]2、与焊接熔覆堆积成形方法相比，本发明丝材并列紧密组合、层层激光焊接堆积成形时，激光焊接属于冷焊，丝材没有被完全熔化，产生的热量少，因而零件的热变形小，尺寸精度更高；
[0018]3、焊接熔覆堆积将焊丝熔化形成波纹型熔焊轨迹，本发明丝材没有被完全熔化，丝材整齐地并列紧密组合、层层焊接堆积过程形状规整，尺寸精度更高；
[0019]4、材料表面不会被氧化，没有氧化夹杂、气孔缺陷，可以保证冶金结合质量；
[0020]5、进丝速度可以很快，成形效率很高；
[0021]6、可以快速成形高熔点材质的丝材；
[0022]7、本发明方法工艺步骤简单，稳定可靠，操作方便，实施容易，生产成本较低，适合于大批量工业生产，应用范围广，市场前景好。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为实施例1中本发明所述快速成型机的结构示意图。
[0024]图2a?图2d为实施例1中本发明所述快速成型机制造板金件的工作过程示意图。
[0025]图3a?图3d为实施例2中本发明所述快速成型机制造立方体件的工作过程示意图。
[0026]图4为实施例3中本发明所述快速成型机的结构示意图。
[0027]图5a?图5d为实施例3中本发明所述快速成型机制造瓶体空心件的工作过程示意图。
[0028]图6为实施例1、2、3中本发明所述带压辊的送丝夹头示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0030]实施例1
[0031]本发明所述的以丝材为原材料快速制造原型的方法，是首先，牵引一条丝材在成型板上形成直线或曲线平面轨迹形状，同时使丝材结合在成型板上，并保持相应的形状；其次，再以该条丝材为基准进行快速成型分层叠加增材，包括以下两种情况:
[0032]I)在该条丝材上将其它丝材层层紧密叠加，形成所需构件的空间形状，并使丝材之间实现冶金结合，最终便可制造获得所需形状的构件；
[0033]2)将其它丝材与该条丝材条条并列相贴组合在一起形成板面结构，并使丝材之间实现冶金结合，保持相应的形状，然后再在该板面结构上将丝材按照所需的轨迹形状和长度层层堆积，形成所需构件的空间形状，并使丝材之间实现冶金结合，最终便可制造获得所需形状的构件。
[0034]所述丝材为具有相对平行面的矩形和方形截面的扁丝带，可以是为金属丝材或非金属丝材。所述冶金结合可通过焊接或加热烧结实现。
[0035]如图1所示，为能实现以上方法的快速成型机，包括有成型板101、工作台102、用于驱动该工作台102在X轴方向平移的X轴伺服驱动机构103、用于驱动该工作台102在Y轴方向平移的Y轴伺服驱动机构104、用于驱动该工作台102上下升降的升降驱动机构105、带有压辊106的送丝夹头107 (如图6所示)、夹头运动伺服驱动机构108、带有线轮的送丝机构109、激光焊接机构110、计算机图形处理系统上位机111、控制系统下位机112，其中，所述升降驱动机构105设在工作台102的下方，并通过支撑块113与工作台102连接，所述工作台102活动安装在支撑块113上，并由X轴伺服驱动机构103和Y轴伺服驱动机构104驱动实现X-Y轴方向的平移；所述成型板101固定装于工作台102上，所述送丝夹头107设在该成型板101的上方，其上设有供送丝机构109放出来的丝材穿过的通孔，并可通过压辊106实现对丝材的压贴，所述送丝夹头107由夹头运动伺服驱动机构108驱动实现空间三维移动；所述送丝机构109放出来的丝材是经导轮114引导才进入送丝夹头107的通孔内；所述激光焊接机构110设在成型板101的上方，用于实现丝材之间和丝材与成型板之间的焊接；所述控制系统下位机112通过控制线分别与X轴伺服驱动机构103、Y轴伺服驱动机构104、升降驱动机构105、夹头运动伺服驱动机构108、送丝机构109、激光焊接机构110 一一对应相接，所述计算机图形处理系统上位机111通过数据传输线与控制系统下位机112连接，所述计算机图形处理系统上位机111将图形处理好的数据传输给控制系统下位机112，控制系统下位机112生成控制程序驱动被控制机构按程序进行相应的动作。所述控制系统下位机112包括有X方向运动控制模块、Y方向运动控制模块、工作台升降控制模块、送丝夹头控制模块、送丝机构控制模块、激光头控制模块。
[0036]下面我们以制造板金件为例，对本发明进行具体说明。在本实施例中，采用截面宽为I毫米、厚度为0.5毫米的不锈钢扁丝115。如图2a所示，将不锈钢扁丝115穿过送丝夹头107上的通孔，X轴伺服驱动机构103和Y轴伺服驱动机构104驱动工作台102使不锈钢扁丝115端头对准处于成型板101起始成形位置，压辊106压在不锈钢扁丝115的端头表面上使之贴合在成型板101起始成形位置，激光焊接机构110发射出激光，将金属丝端头焊接在成型板101起始成形位置，然后控制系统下位机112驱动X轴伺服驱动机构103和Y轴伺服驱动机构104驱动工作台102相对不锈钢扁丝115端头按图2a所示的轨迹线进行扫描运动，牵引不锈钢扁丝115从送丝机构109的线轮上连续释放出来，由点形成线，不锈钢扁丝115按扫描轨迹成形为如图2b所示的由直线段和曲线组成的轨迹形状，压辊106随着送丝夹头107滚压在不锈钢扁丝115上表面，将不锈钢扁丝115的宽面压贴在成型板101上，同时激光焊接不锈钢扁丝115与成型板101的接触缝隙，直到成形轨迹结束处，之后由切断机构(图中未显示)剪断不锈钢扁丝115。在成型板101上完成第一层材料的成形焊接后，工作台下降0.5毫米，在第一层材料上对准成形压贴焊接第二层材料；工作台再下降0.5毫米，在第二层材料上对准成形压贴焊接第三层材料；工作台再下降0.5毫米，如图2c所示，在第三层材料上对准成形压贴焊接第四层材料，层层堆积，直至完成最后一层材料的成形压贴焊接后，获得如图2d所示的结合在成型板101上具有三维精确尺寸和形状、厚度为I毫米的不锈钢板金件，再切割掉成型板101获得所需不锈钢板金件。
[0037]实施例2
[0038]与实施例1不同的是本实施例制造立方体件，采用截面宽为I毫米、厚度为I毫米的不锈钢方丝116。X轴伺服驱动机构103和Y轴伺服驱动机构104驱动工作台102使不锈钢方丝116端头对准处于成型板101起始成形位置，压辊106压在不锈钢方丝116的端头表面上使之贴合在成型板101起始成形位置，激光焊接机构110发射出激光，将不锈钢方丝116端头焊接在成型板101起始成形位置，然后控制系统下位机112驱动X轴伺服驱动机构103和Y轴伺服驱动机构104驱动工作台102相对不锈钢方丝116端头按图3a所示轨迹进行扫描运动，牵引不锈钢方丝116从送丝机构109的线轮上连续释放出来，由点形成线，不锈钢方丝116按扫描轨迹成形为直线，压辊106滚压在不锈钢方丝116上表面，将不锈钢方丝116的底面压贴在成型板101上，同时激光焊接不锈钢方丝116与成型板101的接触缝隙，直到线段结束处，之后由切断机构(图中未显示)剪断不锈钢方丝116。在成型板101上完成第一条材料的成形焊接后，X轴伺服驱动机构103驱动工作台102平移I毫米，即送丝夹头107夹持不锈钢方丝116端头相对第一条材料平移了 I毫米，之后相贴第一条材料对准成形压贴焊接第二条材料；X轴伺服驱动机构103驱动工作台102再平移I毫米，即送丝夹头107夹持不锈钢方丝116端头相对第二条材料又平移了 I毫米，之后再相贴第二条材料对准成形压贴焊接第三条材料；X轴伺服驱动机构103驱动工作台102再平移I毫米，即送丝夹头107夹持不锈钢方丝116端头相对第三条材料又平移了 I毫米，之后再相贴第三条材料对准成形压贴焊接第四条材料，如此类推，如图3b所示条条相贴，直至完成最后一条材料的成形压贴焊接后，丝材条条并列相贴组合在一起也就形成了板面，获得结合在成型板101上的第一层材料。在成型板101上完成第一层材料的成形焊接后，工作台102下降I毫米，之后在第一层材料上成形压贴焊接第二层材料；工作台再下降I毫米，再在第二层材料上成形压贴焊接第三层材料；工作台再下降I毫米，再在第三层材料上成形压贴焊接第四层材料，如图3c所示层层堆积，直至完成最后一层材料的成形压贴焊接后，获得如图3d所示的结合在成型板101上具有三维精确尺寸和形状的不锈钢立方体件，再切割掉成型板101获得所需不锈钢立方体件。
[0039]实施例3
[0040]与实施例1不同的是本实施例所述的快速成型机可以制造瓶体空心件，如图4所示，包括有成型板201、工作台202、用于驱动该工作台202水平旋转的旋转驱动机构203、用于驱动该旋转驱动机构203上下升降的升降驱动机构204、带有压辊205的送丝夹头206 (如图6所示)、夹头运动伺服驱动机构207、带有线轮的送丝机构208、激光焊接机构209、计算机图形处理系统上位机210、控制系统下位机211，其中，所述升降驱动机构204设在旋转驱动机构203的下方，并与其相连接；所述工作台202装于旋转驱动机构203上，可由该旋转驱动机构203驱动旋转；所述成型板201固定装于工作台202上，所述送丝夹头206设在该成型板201的上方，其上设有供送丝机构208放出来的丝材穿过的通孔，并可通过压辊205实现对丝材的压贴，所述送丝夹头206由夹头运动伺服驱动机构207驱动实现空间三维移动；所述送丝机构208放出来的丝材是经导轮212引导才进入送丝夹头206的通孔内；所述激光焊接机构209设在成型板201的上方，用于实现丝材之间和丝材与成型板之间的焊接；所述控制系统下位机211通过控制线分别与旋转驱动机构203、升降驱动机构204、夹头运动伺服驱动机构207、送丝机构208、激光焊接机构209 —一对应相接，所述计算机图形处理系统上位机210通过数据传输线与控制系统下位机211连接，所述计算机图形处理系统上位机210将图形处理好的数据传输给控制系统下位机211，控制系统下位机211生成控制程序驱动被控制机构按程序进行相应的动作。所述控制系统下位机211包括有工作台旋转控制模块、工作台升降控制模块、送丝夹头控制模块、送丝机构控制模块、激光头控制|吴块。
[0041]下面我们以制造瓶体空心件为例，对本发明进行具体说明。在本实施例中，采用采用截面宽为I毫米、厚度为I毫米的不锈钢方丝213。将如图5a所示的圆片214固定在成型板201的中心位置，再将不锈钢方丝213穿过送丝夹头206的通孔，送丝夹头206及其夹头运动伺服驱动机构207驱动不锈钢方丝213端头对准成型板201起始成形位置靠贴在圆片214边上，压辊205压在不锈钢方丝213的端头使之贴合在处于成型板201起始成形位置，激光焊接机构209发射出激光，将不锈钢方丝213端头焊接在成型板201起始成形位置，然后控制旋转驱动机构203驱动工作台202旋转，牵引不锈钢方丝213从送丝机构208的线轮上连续释放出来，不锈钢方丝213端头贴着圆片周边形成环形轨迹，由点形成圆环线，不锈钢方丝213绕着圆片成形为环形轨迹形状，同时压辊205滚压在不锈钢方丝213上表面，将不锈钢方丝213压贴在成型板201上，激光焊接不锈钢方丝213与圆片214的接触缝隙，直到形成闭合环形，之后由切断机构(图中未显示)剪断不锈钢方丝213，使不锈钢方丝213起始端与结束端对接并焊接在一起。在成型板201上完成弟一环材料的成形焊接后，送丝夹头206夹持不锈钢方丝213端头相对回转中心径向外移I毫米，再在第一环材料外周对准成形压贴焊接第二环材料；送丝夹头206夹持不锈钢方丝213端头相对回转中心径向再外移I毫米，再在第二环材料外周对准成形压贴焊接第三环材料；送丝夹头206夹持不锈钢方丝213端头相对回转中心径向再外移I毫米，再在第三层材料外周对准成形压贴焊接第四环材料，如图5b所示，环环相贴，直至完成最后一环材料的成形压贴焊接后，丝材环环相套组合在一起也就形成了圆面，获得瓶低第一层材料。在成型板201上完成第一层材料的成形焊接后，工作台202下降I毫米，送丝夹头206夹持不锈钢方丝213端头相对瓶体回转中心进行相应的径向外移运动，径向外移的距离由瓶体相应位置的轮廓尺寸确定，之后在第一层材料上成形压贴焊接第二层材料；工作台再下降I毫米，送丝夹头206夹持不锈钢方丝213端头相对瓶体回转中心进行相应的径向外移运动，径向外移的距离由瓶体相应位置的轮廓尺寸确定，再在第二层材料上成形压贴焊接第三层材料；工作台再下降I毫米，送丝夹头206夹持不锈钢方丝213端头相对瓶体回转中心进行相应的径向外移运动，径向外移的距离由瓶体相应位置的轮廓尺寸确定，再在第三层材料上成形压贴焊接第四层材料，如图5c所示，层层堆积，直至完成最后一层材料的成形压贴焊接后，获得如图5d所示的结合在成型板201上具有三维精确尺寸和形状、厚度为I毫米的不锈钢瓶，再切割掉成型板201获得所需不锈钢瓶体件。
[0042]实施例4
[0043]与实施例1不同的是本实施例制造获得汽车发动机盖板金属覆盖件。
[0044]实施例5
[0045]本实施例将实施例3制造获得的不锈钢瓶放置在真空烧结炉中在1300摄氏度烧结两小时，使丝材之间实现完整均匀的冶金结合。
[0046]实施例6
[0047]与实施例3不同的是本实施例采用截面宽为I毫米、厚度为0.1毫米的不锈钢扁丝，完成一层的成形后，不剪断丝材，而是直接叠到下一层上继续成形，可更精确地拟合瓶体的外形。
[0048]实施例7
[0049]与实施例3不同的是本实施例采用sps放电等离子烧结方法。
[0050]实施例8
[0051]与实施例3不同的是本实施例先采用并丝机将三根丝并列卷在线棍上，三根丝再一起同时成形，另外两个激光焊接机构发出两束激光焊合三根丝并列形成的两条缝隙。
[0052]实施例9
[0053]与实施例3不同的是本实施例的丝材材质为尼龙。
[0054]实施例10
[0055]与实施例3不同的是本实施例的丝材材质为钨合金。
[0056]实施例11
[0057]与实施例3不同的是本实施例的丝材材质为石英纤维。
[0058]实施例12
[0059]与实施例1不同的是本实施例在成型板上完成第一层材料的成形焊接后，工作台下降0.5毫米，工作台Y轴方向平移0.1毫米，在第一层材料上成形压贴焊接第二层材料；工作台再下降0.5毫米，工作台Y轴方向再平移0.1毫米，在第二层材料上成形压贴焊接第三层材料；工作台再下降0.5毫米，工作台Y轴方向再平移0.1毫米，在第三层材料上成形压贴焊接第四层材料，层层堆积，直至完成最后一层材料的成形压贴焊接后，获得结合在成型板上具有三维曲面形状、厚度为I毫米的不锈钢板金件。
[0060]实施例13
[0061]与实施例2不同的是本实施例在同一层上线段长度并不完全相同，不同层上的线段数量和长度也并不完全相同，而是根据图形软件处理获得的数据而变化，制造获得不同空间形状的零件。
[0062]实施例14
[0063]与实施例2不同的是本实施例采用截面为0.1毫米X0.1毫米的细方截面H13钢丝材，通过本发明选择性覆盖堆积成形方法制造斜齿轮零件，再放置在真空烧结炉中在1300摄氏度烧结两小时，使丝材之间实现完整均匀的冶金结合。
[0064]实施例15
[0065]与实施例14不同的是本实施例制造的是型腔模具。
[0066]综上所述，本发明方法的原理为:丝材横截面积较小时，丝材柔软，在室温条件下易于拉成直线、弯曲，很小的力就能拉着丝材走出任何轨迹，当将丝材焊接在刚性的底层材料上时，就可以保持其轨迹形状；同时，线在空间运动形成面，丝线材并列组合在一起也就形成了面，并列组合的丝材之间冶金结合后就获得了板层，板层层层叠加就形成了空间形状构件；本发明丝材选择性覆盖焊接堆积成形与选择性熔覆堆积成形的原理相同，只是被堆积材料没有被熔化。
[0067]以上所述实施例子只为本发明较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种以丝材为原材料快速制造原型的方法，其特征在于:首先，牵引一条丝材在成型板上形成直线或曲线平面轨迹形状，同时使丝材结合在成型板上，并保持相应的形状；其次，再以该条丝材为基准进行快速成型分层叠加增材，包括以下两种情况: 1)在该条丝材上将其它丝材层层紧密叠加，形成所需构件的空间形状，并使丝材之间实现冶金结合，最终便可制造获得所需形状的构件； 2)将其它丝材与该条丝材条条并列相贴组合在一起形成板面结构,并使丝材之间实现冶金结合，保持相应的形状，然后再在该板面结构上将丝材按照所需的轨迹形状和长度层层堆积，形成所需构件的空间形状，并使丝材之间实现冶金结合，最终便可制造获得所需形状的构件。
2.根据权利要求1所述的一种以丝材为原材料快速制造原型的方法，其特征在于:所述丝材为具有相对平行面的矩形和方形截面的扁丝带。
3.根据权利要求1所述的一种以丝材为原材料快速制造原型的方法，其特征在于:所述冶金结合通过焊接或加热烧结实现。
4.根据权利要求1所述的一种以丝材为原材料快速制造原型的方法，其特征在于:所述丝材为金属丝材或非金属丝材。
5.根据权利要求1所述的一种以丝材为原材料快速制造原型的方法，其特征在于:所述所需形状的构件有容器壳体、汽车的外壳金属覆盖件、板壳类形状结构件、机械零件。
6.一种能够实现权利要求1所述方法的快速成型机，其特征在于:包括有成型板(101)、工作台(102)、用于驱动该工作台(102)在X轴方向平移的X轴伺服驱动机构(103)、用于驱动该工作台(102)在Y轴方向平移的Y轴伺服驱动机构(104)、用于驱动该工作台(102)上下升降的升降驱动机构(105)、带有压辊(106)的送丝夹头(107)、夹头运动伺服驱动机构(108)、带有线轮的送丝机构(109)、激光焊接机构(110)、计算机图形处理系统上位机(111)、控制系统下位机(112)，其中，所述升降驱动机构(105)设在工作台(102)的下方，并通过支撑块(113)与工作台(102)连接，所述工作台(102)活动安装在支撑块(113)上，并由X轴伺服驱动机构(103)和Y轴伺服驱动机构(104)驱动实现X-Y轴方向的平移；所述成型板(101)固定装于工作台(102)上，所述送丝夹头(107)设在该成型板(101)的上方，其上设有供送丝机构(109)放出来的丝材穿过的通孔，并可通过压辊(106)实现对丝材的压贴，所述送丝夹头(107)由夹头运动伺服驱动机构(108)驱动实现空间三维移动；所述激光焊接机构(110)设在成型板(101)的上方，用于实现丝材之间和丝材与成型板之间的焊接；所述控制系统下位机(112)通过控制线分别与X轴伺服驱动机构(103)、Y轴伺服驱动机构(104)、升降驱动机构(105)、夹头运动伺服驱动机构(108)、送丝机构(109)、激光焊接机构(110) —一对应相接，所述计算机图形处理系统上位机(111)通过数据传输线与控制系统下位机(112)连接，所述计算机图形处理系统上位机(111)将图形处理好的数据传输给控制系统下位机(112)，控制系统下位机(112)生成控制程序驱动被控制机构按程序进行相应的动作。
7.根据权利要求6所述的一种快速成型机，其特征在于:所述控制系统下位机(112)包括有X方向运动控制模块、Y方向运动控制模块、工作台升降控制模块、送丝夹头控制模块、送丝机构控制模块、激光头控制模块。
8.—种能够实现权利要求1所述方法的快速成型机，其特征在于:包括有成型板(201)、工作台(202)、用于驱动该工作台(202)水平旋转的旋转驱动机构(203)、用于驱动该旋转驱动机构(203)上下升降的升降驱动机构(204)、带有压辊(205)的送丝夹头(206)、夹头运动伺服驱动机构(207)、带有线轮的送丝机构(208)、激光焊接机构(209)、计算机图形处理系统上位机(210)、控制系统下位机(211)，其中，所述升降驱动机构(204)设在旋转驱动机构(203)的下方，并与其相连接；所述工作台(202)装于旋转驱动机构(203)上，可由该旋转驱动机构(203)驱动旋转；所述成型板(201)固定装于工作台(202)上，所述送丝夹头(206)设在该成型板(201)的上方，其上设有供送丝机构(208)放出来的丝材穿过的通孔，并可通过压辊(205)实现对丝材的压贴，所述送丝夹头(206)由夹头运动伺服驱动机构(207)驱动实现空间三维移动；所述激光焊接机构(209)设在成型板(201)的上方，用于实现丝材之间和丝材与成型板之间的焊接；所述控制系统下位机(211)通过控制线分别与旋转驱动机构(203)、升降驱动机构(204)、夹头运动伺服驱动机构(207)、送丝机构(208)、激光焊接机构(209) —一对应相接，所述计算机图形处理系统上位机(210)通过数据传输线与控制系统下位机(211)连接，所述计算机图形处理系统上位机(210)将图形处理好的数据传输给控制系统下位机(211)，控制系统下位机(211)生成控制程序驱动被控制机构按程序进行相应的动作。
9.根据权利要求8所述的一种快速成型机，其特征在于:所述控制系统下位机(211)包括有工作台旋转控制模块、工作台升降控制模块、送丝夹头控制模块、送丝机构控制模块、激光头控制模块。
【文档编号】C03B37/15GK104259352SQ201410395940
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】周照耀, 吴菲, 姚碧波 申请人:华南理工大学