一种三维增材加工装置

1.本发明属于增材加工技术领域，具体而言，是一种三维增材加工装置。


背景技术：

2.增材制造技术是指基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系；以3d打印为代表的数字化、智能制造和新材料应用，将重塑制造业与服务业的关系，重塑国家和地区的相对优势，重塑经济发展格局，加速第三次工业革命的进程；
3.现有专利号为201510808348.8的一种3d打印机的运动装置；该专利文献中公开了一种通过将x轴运动组件、y轴运动组件、z轴升降组件与打印平台通过直接连接的方式锁定在一起，从而实现免于调平的效果，但是该装置的打印平台的整体尺寸是固定的，且与连接框架的结合程度较高，无法通过更换打印平台以实现对更大的工件进行加工。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种能够更换打印平台以实现对多种尺寸的工件进行加工的三维增材加工装置，其能不同规格的加工机台和载物机台进行组合使用，使载物机台能够适应不同规格或不同重量的工件。
5.本发明所提供的三维增材加工装置包括加工机台、定位器、增材加工器、载物机台、载物板、定位柱和调平支座。
6.所述加工机台上设有定位器，所述载物机台上设有定位柱，定位柱与定位器之间能够进行嵌套连接，实现加工机台和载物机台的位置锁定处理。
7.载物机台上安装有载物板，加工机台上安装有增材加工器，物料例如线材能够通过增材加工器在载物板上进行增材加工。
8.优选的，通过改变载物板与载物机台之间的水平角度和竖直角度，能够通过增材加工器对载物板上的工件进行二次增材强化处理。
9.在对工件的加工精细程度较高时，利用载物机台和加工机台边缘处的多个调平支座对载物机台和加工机台进行调平处理，调平后，再通过定位器和定位柱的组合，完成将载物机台和加工机台进行定位后的锁定连接。
10.所述调平支座包括支撑座、旋动螺杆、橡胶垫和顶紧环；
11.支撑座上侧固定连接有旋动螺杆和弹簧，弹簧的另一端固定连接有顶紧环，顶紧环顶紧在加工机台或载物机台的下侧，旋动螺杆与加工机台或载物机台通过螺纹连接，支撑座的下侧固定连接有橡胶垫，橡胶垫的下侧与桌面相接触，实现对加工机台或载物机台的托起。
12.优选的，橡胶垫嵌在支撑座下侧的凹槽内，橡胶垫的外侧面被凹槽的内侧部分遮住。
附图说明
13.图1为本发明的三维增材加工装置的结构示意图；
14.图2为本发明的加工机台、水平移动架和竖直移动架的结构示意图；
15.图3为本发明的定位器的结构示意图；
16.图4为本发明的水平移动架、竖直移动架和第二转动驱动器的结构示意图；
17.图5为本发明的支撑座、旋动螺杆和橡胶垫的结构示意图；
18.图6为本发明的滑座和定位滑柱的结构示意图；
19.图7为本发明的丝杆ⅱ和滑槽的结构示意图；
20.图8为本发明的载物机台和定位柱的结构示意图；
21.图9为本发明的定位盘和加工件夹持器的结构示意图；
22.图10为本发明的载物板和转臂的结构示意图；
23.图11为本发明的载物机台、定位柱和齿轮轴的结构示意图。
24.图中：加工机台11；定位器12；第一转动驱动器13；丝杆ⅰ14；水平移动架21；竖直移动架22；第二转动驱动器23；丝杆ⅱ24；滑槽25；滑座26；第三转动驱动器27；丝杆ⅲ28；增材加工器31；延长管32；机头33；送料管34；定位滑柱35；载物机台41；定位柱42；齿轮轴43；转动平台44；第四转动驱动器45；调平支座51；支撑座511；旋动螺杆512；橡胶垫513；顶紧环514；载物板61；转臂62；第五转动驱动器63；定位盘64；加工件夹持器65。
具体实施方式
25.参照图1-2、图4和图7-10，对本发明提供的一种三维增材加工装置的主体结构和部分零件单独拆离的结构进行说明：
26.加工机台11上固定连接有第一转动驱动器13，第一转动驱动器13的输出轴上通过联轴器安装有丝杆ⅰ14，水平移动架21贴合在加工机台11上水平滑动，水平移动架21与丝杆ⅰ14之间通过螺纹传动连接；
27.水平移动架21上竖向滑动连接有竖直移动架22，水平移动架21上固定连接有第二转动驱动器23，第二转动驱动器23的输出轴上通过联轴器安装有丝杆ⅱ24，竖直移动架22与丝杆ⅱ24之间通过螺纹传动连接；
28.竖直移动架22上横向滑动连接有增材加工器31，增材加工器31上设有延长管32，延长管32的下端安装有机头33，机头33的内部中空，延长管32的侧部连通有送料管34，线材的物料通过送料管34进入到机头33内，机头33的侧部设有电热块；
29.水平移动架21上侧设有滑槽25，滑槽25内滑动连接有滑座26，水平移动架21上侧固定连接有第三转动驱动器27，第三转动驱动器27的输出轴上通过联轴器安装有丝杆ⅲ28，丝杆ⅲ28与滑座26之间通过螺纹传动连接，滑座26滑动连接在定位滑柱35上，定位滑柱35固定连接在增材加工器31的上侧；
30.载物板61通过转动平台44和转臂62安装在载物机台41上。
31.参照图1-2、图4和图6-8，说明利用本发明提供的一种三维增材加工装置进行平面的逐层堆积的增材加工的实施例：
32.将物料例如线材插入到送料管34内，之后不断将物料向送料管34内送入，使其在电热块的位置受热呈熔融态，从而使物料中能够成型粘合的部分受热堆积在一起后能够粘
合在一起，完成成型的操作；
33.可通过更换增材加工器31的种类，适应不同类型的三维增材方式；
34.通过启动第一转动驱动器13，利用丝杆ⅰ14带动水平移动架21在加工机台11上侧贴紧移动，使增材加工器31的横向加工区域进行改变；
35.通过启动第二转动驱动器23，利用丝杆ⅱ24带动竖直移动架22在水平移动架21上进行竖向滑动，使增材加工器31的竖直的加工区域进行改变，此时滑座26在定位滑柱35上进行滑动；
36.通过启动第三转动驱动器27，利用丝杆ⅲ28带动滑座26移动，使滑座26带动增材加工器31在竖直移动架22内纵向移动，使增材加工器31的纵向加工区域进行改变。
37.参照图1-2、图4、图8和图10，说明利用本发明提供的一种三维增材加工装置对载物板61上的工件侧部进行强化增材加工的实施例：
38.将物料例如线材插入到送料管34内，之后不断将物料向送料管34内送入，使其在电热块的位置受热呈熔融态，从而使物料中能够成型粘合的部分受热堆积在一起后能够粘合在一起，完成成型的操作，
39.载物板61通过转动平台44与载物机台41转动连接，载物板61通过转臂62与转动平台44转动连接；
40.转动平台44转动连接安装在载物机台41上的齿轮轴43上；
41.齿轮轴43上安装有限位环，将转动平台44放置在载物机台41上后，将齿轮轴43安装在载物机台41上，并利用限位环，使转动平台44卡在齿轮轴43上，使转动平台44在齿轮轴43上的稳固转动；
42.转动平台44上安装有第四转动驱动器45，第四转动驱动器45的输出轴上连接有驱动齿轮，驱动齿轮与齿轮轴43通过啮合传动连接；
43.转动平台44上安装有用于驱动转臂62转动的第五转动驱动器63；
44.通过启动第四转动驱动器45，使转动平台44在载物机台41上进行转动，通过启动第五转动驱动器63，使转臂62在转动平台44上进行转动，从而使放置在载物板61上的工件侧部朝向上方，之后利用增材加工器31对侧放的工件表面进行增材加工，此种加工方式用于对成型后的工件进行强化增材处理；
45.启动第四转动驱动器45转动，能够调整载物板61与转动平台44之间的水平角度，此时转动平台44的下侧面与载物机台41的上侧面相贴合；
46.第五转动驱动器63的输出轴与固定连接在一侧的转臂62上的转轴通过联轴器连接，启动第五转动驱动器63转动，能够调整载物板61与转动平台44之间的竖直角度，此时两个转臂62分别与转动平台44的两侧转动连接；
47.在第一实施例的基础上，同时启动第一转动驱动器13、第二转动驱动器23和第三转动驱动器27，并通过第四转动驱动器45和第五转动驱动器63，改变载物板61与转动平台44之间的角度，从而使增材加工器31能够对放置在载物板61上的工件侧部进行增材强化处理；
48.本技术中的转动驱动器可选用步进电机或伺服电机；
49.将工件进行侧放的设置，相对于使用传统的三维增材装置加工，能够避免出现工件顶部对工件侧部造成遮挡的情况，从而使增材加工器31接触到工件侧部位置。
50.参照图1-3、图8和图11，说明利用本发明提供的一种三维增材加工装置对通过定位柱42与定位器12的嵌套连接，实现加工机台11和载物机台41的位置锁定处理的实施例：
51.利用定位组件将不同规格的加工机台11和载物机台41进行组合使用，使载物机台41能够适应不同规格或不同重量的工件；
52.根据所需增材加工工件所需的精细程度，以及增材所使用的材料材质或者材料直径尺寸的不同，更换不同规格的加工机台11；
53.定位组件由多组定位器12和定位柱42组合而成，定位器12能够套在定位柱42的外侧实现定位处理；
54.定位组件设置有至少三组，一组中的定位器12和定位柱42分别安装在加工机台11和载物机台41上；
55.通过定位器12和定位柱42的组合，完成加工机台11和载物机台41的定位处理。
56.参照图1-3、图8和图11，说明利用本发明提供的一种三维增材加工装置对通过定位柱42与定位器12的螺纹嵌套连接，实现加工机台11和载物机台41的位置锁定处理的实施例：
57.定位器12外侧设有螺纹ⅰ且内侧设有螺纹槽，定位柱42的外侧设置有螺纹ⅱ；通过将定位器12旋入加工机台11上的螺纹孔内的同时，完成定位器12与定位柱42之间的旋紧锁定；
58.分别将加工机台11和载物机台41进行调平处理；
59.之后将加工机台11置于载物机台41上侧，对准多个定位器12和定位柱42的位置，将定位器12旋入加工机台11上的螺纹孔内；
60.通过设置螺纹ⅰ和螺纹ⅱ的旋向，使定位器12旋入加工机台11上的螺纹孔内的同时，能够完成对定位器12与定位柱42之间的旋紧锁定，增加设备拆卸便利性，并在组装过程中，实现定位处理；
61.进一步地，在进行调平的状态下，只要增材所使用的材料粘合程度较大，硬化速度较快，通过定位器12和定位柱42的组合，即可保证加工机台11上的增材加工器31和载物机台41上的载物板61之间的相对位置，使增材加工设备能够免于调平。
62.参照图1和图5，说明利用本发明提供的一种三维增材加工装置利用调平支座51对加工机台11或载物机台41进行调平处理的实施例：
63.调平支座51包括支撑座511、旋动螺杆512、橡胶垫513和顶紧环514；
64.支撑座511上侧固定连接有旋动螺杆512和弹簧，弹簧的另一端固定连接有顶紧环514，顶紧环514顶紧在加工机台11或载物机台41的下侧；
65.旋动螺杆512与加工机台11或载物机台41通过螺纹连接，支撑座511的下侧固定连接有橡胶垫513，橡胶垫513的下侧与桌面相接触，实现对加工机台11或载物机台41的托起；
66.在加工机台11或载物机台41上侧安装水平尺或检测仪器，之后抬起加工机台11或载物机台41的一端，控制旋动螺杆512以自身的轴线为轴进行转动，使加工机台11或载物机台41该端的高度进行改变；
67.此过程中，利用支撑座511底部粘合连接的橡胶垫513，保持加工机台11或载物机台41与桌面的贴合；
68.每次控制旋动螺杆512转动时，均将与该旋动螺杆512对应的橡胶垫513悬空抬起；
69.分别将加工机台11和载物机台41通过调平支座51进行调平处理；
70.之后使定位器12与定位柱42进行组合，完成加工机台11和载物机台41的定位处理；
71.调平支座51设置在加工机台11和载物机台41的边角处，设置有至少四个。
72.参照图8-9，说明利用本发明提供的一种三维增材加工装置利用多组加工件夹持器65上的橡胶板对放置在载物板61上的工件进行夹持固定的实施例：
73.载物板61的侧部固定连接有定位盘64，定位盘64上安装有加工件夹持器65，加工件夹持器65由两个螺柱和橡胶板组成，两个螺柱之间通过橡胶板连接，螺柱插在定位盘64侧部位置的孔内，通过螺母将螺柱顶紧在定位盘64上，利用多组加工件夹持器65上的橡胶板对放置在载物板61上的工件进行夹持固定。
74.可通过多组加工件夹持器65通过横向和纵向的交错设置，实现对于工件的固定，将工件顶紧在载物板61上。