3D打印组合底板装置的制作方法

本发明涉及一种组合激光3d打印组合底板装置，具体来说，是一种在基于粉末床离散堆积制造原理的激光3d打印机上，对一定尺寸范围内的简单形状的工件表面进行激光3d打印的铺粉底板，属于3d打印设备技术领域。

背景技术：

基于粉末床离散堆积制造原理的激光3d打印技术，又称增材制造，其加工原理是首先将零部件的三维实体模型文件沿特定方向作分层处理，然后以分层后的文件为模板，调控激光微束逐层在厚度约为数十微米的粉末层上进行选择性扫描，最终获得所需几何形状的零部件。与传统的减材制造相比，激光3d打印技术消除了几何形状与结构特征对零部件加工和组装的制约，可以显著的提高材料的利用率，适合难加工的、高性能的、贵的、别的方法做不出来的零件的快速制造，优势在于成本低、周期短、性能有望达到锻件水平。

但是，激光3d打印技术的应用依然有其局限性。对于形状简单金属零部件，激光3d打印的制造成本远高于传统制造技术。目前激光3d打印技术制造的金属部件每克售价10元-100元,价格在黄金和白银之间。这决定了激光3d打印主要适用于结构复杂，一体成形优势远高于组装件的核心部件。对于由简单规则结构与复杂结构复合而成的工件，如何通过合理的装配固定，实现传统机械加工与3d打印复合成型的机械部件，成为了本领域急需解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术难题是：现有的3d打印技术，对于简单规则结构与复杂结构相符合的零部件的打印成本太高，如何通过合理的装配固定，实现传统机械加工与3d打印复合成型的机械部件。

本发明采取以下技术方案：

一种3d打印组合底板装置，包括下底板1、若干上底板2、若干调节块3；所述下底板1上设有至少三个定位槽7，所述调节块3具有水平的上端面，并且具有用于与定位槽7配合的下插部，所述下插部的上方具有凹槽结构；所述上底板2中部具有工件通孔9，周围具有与所述凹槽结构插入匹配的至少三个定位键8；选择合适的形状大小的工件通孔9的上底板、以及合适高度的调节块3，工件通孔9对工件定位，工件上表面为3d打印的起始面。

进一步的，所述上底板2的上表面不高于工件的上表面。

进一步的，所述定位键8和定位槽7均呈矩形结构，且均匀分布。

进一步的，所述工件通孔9呈圆形状。

进一步的，所述下底板1呈矩形状，四个角的部位上设有与工作台固定的螺孔4。

更进一步的，所述调节块3的下插部呈矩形状，形状大小与所述定位槽7相匹配。

进一步的，所述下底板1的中心部位设有用于定位的中心小孔5。

本发明的有益效果在于：

1)结构简单、操作方便、定位准确、效率高、适用性强。

2)通过合理的装配固定，实现传统机械加工与3d打印复合成型，从而减少3d打印的工作量，大幅降低了3d打印工件制造的成本。

3)通过上、下底板和调节块，巧妙的对基础工件进行定位，从而实现在其上部的3d打印，设计巧妙。

附图说明

图1是本发明3d打印组合底板装置下底板的剖视图。

图2是本发明3d打印组合底板装置下底板的俯视图。

图3是本发明3d打印组合底板装置下底板的立体图。

图4是本发明3d打印组合底板装置上底板的俯视图。

图5是本发明3d打印组合底板装置上底板的剖面图。

图6是本发明3d打印组合底板装置上底板的立体图。

图7是本发明3d打印组合底板装置调节块的主视图。

图中，1.下底板，2.上底板，3.调节块，4.螺孔，5.中心小孔，6.定位边孔，7.定位槽，8.定位键，9.工件通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

本发明的思路是，对于以简单形状为主体，局部存在复杂造型的工件，先以传统技术加工形状简单的主体，然后通过激光3d打印在工件主体上制备复杂结构，以综合传统加工技术和3d打印技术的优势，可以扩展激光3d打印技术的应用场景。

实施例一：

参见图1-7，一种3d打印组合底板装置，包括下底板1、若干上底板2、若干调节块3；所述下底板1上设有至少三个定位槽7，所述调节块3具有水平的上端面，并且具有用于与定位槽7配合的下插部，所述下插部的上方具有凹槽结构；所述上底板2中部具有工件通孔9，周围具有与所述凹槽结构插入匹配的至少三个定位键8；选择合适的形状大小的工件通孔9的上底板、以及合适高度的调节块3，工件通孔9对工件定位，工件上表面为3d打印的起始面。

在此实施例中，所述上底板2的上表面不高于工件的上表面。

在此实施例中，参见图2、4，所述定位键8和定位槽7均呈矩形结构，且均匀分布。

在此实施例中，参见图4，所述工件通孔9呈圆形状。

在此实施例中，参见图2，所述下底板1呈矩形状，四个角的部位上设有与工作台固定的螺孔4。

在此实施例中，参见图2、7，所述调节块3的下插部呈矩形状，形状大小与所述定位槽7相匹配。

在此实施例中，参见图2所述下底板1的中心部位设有用于定位的中心小孔5。

支撑和高度调节块3是一组厚度不同的定位块，用于调整上底板2，下底板1的位置，同时通过不同厚度调节块3的组合，调节上底板和下底板之间的间隙。

具体安装调节时，首先将下底板装配在激光3d打印机的工作区，然后放置待打印工件和调节块3，最后组装上底板2，形成组合打印底板。

实施例二：

在某型号的激光3d打印机上，按设备底板尺寸加工如附图1所示下底1板，下底板1上设计有定位螺孔4、中心孔5、边孔6、定位槽7。按附图7加工了不同l值的调节块3。

预定待打印任务为在一圆柱体工件，端面打印矩形截面的拉伸试样。上底板2外形尺寸与下底板1相同，设计有定位螺孔4、边孔6，但没有定位槽7，而是在上底板设计了定位键8，在中心部位设计了与工件端面尺寸相当，过隙配合的通孔9，如附图4所示。

按照附图要求加工组合底板后，首先将下底板1装配在激光3d打印机的工作区，然后放置待打印工件和调节块3，最后组装上底板2，形成组合打印底板。

以上均为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种3D打印组合底板装置，包括下底板、若干上底板、若干调节块；下底板上设有至少三个定位槽，调节块具有水平的上端面，并且具有用于与定位槽配合的下插部，下插部的上方具有凹槽结构；上底板中部具有工件通孔，周围具有与凹槽结构插入匹配的至少三个定位键；选择合适的形状大小的工件通孔的上底板、以及合适高度的调节块，工件通孔对工件定位，工件上表面为3D打印的起始面。本发明结构简单、操作方便、定位准确、效率高、适用性强；通过合理的装配固定，实现传统机械加工与3D打印复合成型，从而减少3D打印的工作量，大幅降低了3D打印工件制造的成本。

技术研发人员：张寻寻;刘延辉;吴莹;洪思纯
受保护的技术使用者：上海工程技术大学
技术研发日：2017.04.19
技术公布日：2017.07.18