一种基于加工中心拓展3D打印功能的系统装置的制作方法

本实用新型涉及一种3D打印装置，具体地说是一种基于加工中心拓展3D打印功能的系统装置。

背景技术：

目前随着激光熔覆和3D打印技术(增材加工技术)的发展，3D打印技术的应用也越来越广泛，比如很多学校、科研院所等都需要利用3D打印技术来做一些工艺方面的研发。但是现有技术中，金属选区烧结3D打印设备高昂的价格使很多企业难以承受，企业迫切需要一种价格低廉且又能实现3D打印效果的设备。另外，不少企业都配有大型的加工中心，加工中心本身就有很高的精度和大范围的行程，如果能够基于加工中心的自身条件，在加工中心上拓展出一套能够实现3D打印功能的机构，那么不仅在经济上非常实惠，而且打印的范围也比传统的金属选区烧结设备要大很多。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于加工中心拓展3D打印功能的系统装置，不仅在经济上非常实惠，而且打印范围也比传统的金属选区烧结设备要大很多。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于加工中心拓展3D打印功能的系统装置，包括加工中心、下粉机构、无杆气缸、送粉刮刀机构、3D打印头和防静电软管，其中下粉机构和两个无杆气缸均设置于所述加工中心的加工主轴上，送粉刮刀机构和3D打印头分别安装在不同的无杆气缸上，所述下粉机构和送粉刮刀机构通过所述防静电软管相连，待打印的金属粉末通过所述下粉机构作用沿着所述防静电软管进入所述送粉刮刀机构中，并穿过所述送粉刮刀机构落至加工中心的加工平台上，所述送粉刮刀机构靠近所述加工平台一端设有刮刀。

所述下粉机构包括粉斗、座体、滚子和滚子驱动装置，在所述座体内设有粉末通道，所述滚子设置于所述座体内的粉末通道上，所述滚子通过所述滚子驱动装置驱动旋转，所述粉斗安装在所述粉末通道的入口处，所述粉末通道的出口与所述防静电软管相连。

所述粉末通道包括错开的两段，两段之间设有一个容置腔，所述滚子设置于所述容置腔中。

所述粉末通道的出口处设有接头A，所述接头A与所述防静电软管相连。

所述送粉刮刀机构包括刮刀座和刮刀，其中所述刮刀座内设有贯通的储粉槽，所述储粉槽的入口与所述防静电软管相连，待打印的金属粉末穿过所述储粉槽后落在加工中心的加工平台上。

所述储粉槽的入口处设有接头B，所述接头B与所述防静电软管相连。

所述刮刀座靠近加工平台的一端两侧均设有刮刀。

所述加工平台上设有一个底板，所述底板上设有一个工作基板，金属粉末置于所述工作基板上。

所述工作基板外侧设有叠加围栏。

所述加工中心的加工主轴上设有一块固定安装板，所述下粉机构和两个无杆气缸均安装在所述固定安装板上。

本实用新型的优点与积极效果为：

1、本实用新型不仅在经济上非常实惠，而且打印范围也比传统的金属选区烧结设备要大很多。

2、本实用新型结构简单且为模块化机构，便于安装，柔性大可适应不同的加工中心。

3、本实用新型可实现金属选区熔化3D打印机功能(SLM)，且适用各种粒度和各种材料的金属粉末。

附图说明

图1为本实用新型的主视图，

图2为图1中的本实用新型的左视图，

图3为图1中下粉机构和送粉刮刀机构的示意图。

其中，1.底板；2.工作基板；3.送粉刮刀机构；4.无杆气缸；5.下粉机构；6.粉斗；7.固定安装板；8.3D打印头；9.加工中心；10.叠加围栏；11.加工平台；12.刮刀；13.储粉槽；14.防静电软管；15接头A；16.座体；17.滚子；18.连接板；19.金属粉末。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1～3所示，本实用新型包括加工中心9、下粉机构5、无杆气缸4、送粉刮刀机构3、3D打印头8和防静电软管14，其中下粉机构5和两个无杆气缸4均设置于所述加工中心9的加工主轴上，所述送粉刮刀机构3和3D打印头8分别安装在不同的无杆气缸4上，所述下粉机构5和送粉刮刀机构3之间通过所述防静电软管14相连，所述加工主轴的下方即为加工中心9的加工平台11，所述送粉刮刀机构3靠近所述加工平台11的一端设有刮刀12。机构工作时，所述下粉机构5、无杆气缸4、送粉刮刀机构3和3D打印头8均通过加工中心9的加工主轴带动移动，所述送粉刮刀机构3和3D打印头8则通过无杆气缸4带动升降，金属粉末19通过所述下粉机构5作用沿着所述防静电软管14定量输送至送粉刮刀机构3中，并穿过所述送粉刮刀机构3后落至加工中心9的加工平台11上，所述送粉刮刀机构3端部的刮刀12随着加工主轴平移将落下的金属粉末19按一个单层厚度铺平。所述3D打印头8为本领域公知技术。

如图1和图3所示，所述下粉机构5包括粉斗6、座体16、滚子17和滚子驱动装置，在所述座体16内设有粉末通道，如图3所示，所述粉末通道包括错开的两段，其中一段为粉末输入段，另一段为粉末输出段，两段之间设有所述滚子17，所述滚子17与所述滚子驱动装置相连，所述滚子17即通过所述滚子驱动装置驱动旋转实现下粉功能，本实施例中，所述滚子驱动装置为电机，所述粉斗6安装在所述座体16上，且所述粉斗6与所述座体16内的粉末通道的粉末输入段相连，所述粉末通道的粉末输出段的出口处设有接头A15，所述接头A15即与所述防静电软管14相连，所述下粉机构5可以通过控制所述滚子17的转速实现对金属粉末19的定量输送。

如图3所示，所述送粉刮刀机构3包括刮刀座和刮刀12，其中所述刮刀座内设有贯通的储粉槽13，在所述刮刀座远离加工平台11的一端设有接头B，刮刀座内的储粉槽13通过所述接头B与所述防静电软管14相连，所述刮刀座靠近加工平台11的一端两侧均设有刮刀12，机构工作时，金属粉末19沿着防静电软管14进入所述刮刀座中的储粉槽13中，并穿过所述储粉槽13后落在加工中心9的加工平台11上。

如图1所示，在所述加工平台11上设有一个底板1，所述底板1上侧设有一个工作基板2，金属粉末19即由所述送粉刮刀机构3落至所述工作基板2上，所述刮刀12将金属粉末19在所述工作基板2上铺平。如图2所示，在所述工作基板2外侧设有叠加围栏10，所述叠加围栏10的数量根据要打印零件的大小设置，所述叠加围栏10安装在所述底板1上。

如图1所示，所述加工中心9的加工主轴上设有一块固定安装板7，所述下粉机构5和两个无杆气缸4均安装在所述固定安装板7上，其中如图3所示，所述下粉机构5的座体16下侧设有连接板18，下粉机构5通过所述连接板18安装在所述固定安装板7上。

本实用新型的工作原理为：

首先将工件的三维数模导入到切片软件里进行分层，然后把金属粉末19按单层的厚度平铺到工作基板2上，然后向下粉机构5的粉斗6内装入要打印的金属粉末19并进行铺粉作业，铺粉时送粉刮刀机构3下降至适当高度并通过加工中心9的加工主轴驱动平移，同时金属粉末19通过下粉机构5作用沿着防静电软管14定量输送至送粉刮刀机构3的储粉槽13内，并经过所述储粉槽13后落在加工平台11上的工作基板2上，此时送粉刮刀机构3上的刮刀12随着加工主轴平移将落下的金属粉末19按一个单层厚度铺平，然后送粉刮刀机构3上升，3D打印头8下降进行单层打印作业，即利用3D打印头8按模型切片的形状进行扫描，3D打印头8扫描过的地方即将金属粉末19烧结到一起，然后加工中心9的加工主轴上升一个分层的高度进行下一次循环，直至累积很多层后最终形成要打印的工件。