一種金屬增材加工裝置及方法
2023-07-31 09:44:38 1
1.本發明涉及金屬加工技術領域，具體為一種金屬增材加工裝置及方法。
背景技術：
2.增材俗稱3d列印，融合了計算機輔助設計、材料加工與成型技術、以數字模型文件為基礎，通過軟體與數控系統將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫用生物材料，按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，製造出實體物品的製造技術。
3.現有的在製造一些結構比較奇異的金屬工件時，需要使用增材加工裝置，但是在實際加工的過程中，利用增材裝置的噴頭噴射原料逐層堆積，成型後的工件底部和載臺黏連在一起，取件麻煩，並且噴射的過程中容易出現沉積過程中的飛濺、弧光，從而容易對周圍工作人員造成傷害，為此，需要設計新的技術方案給予解決。
技術實現要素：
4.本發明的目的在於提供一種金屬增材加工裝置及方法，解決了背景技術中所提出的問題。
5.為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種金屬增材加工裝置，包括底座，所述底座的頂部中間處固定有承載臺，所述底座的一側壁固定有支板，所述支板的外壁連接有頂板，所述頂板的底部連接有調節機構，所述調節機構包括第一滑軌，所述第一滑軌的頂部和頂板的底部固定連接，所述第一滑軌的底部滑動套裝有第一電滑塊，所述第一電滑塊的底部固定有第二滑軌，所述第二滑軌的底部滑動套裝有適配的第二電滑塊，所述第二電滑塊的底部固定有噴頭，所述載臺的頂部中間處開設有凹槽，所述凹槽的內腔兩側壁均開設有安裝槽，所述安裝槽的內腔固定有第二電推桿，所述第二電推桿的外端固定有半圓柱殼體。
6.採用上述技術方案，通過兩個第二電推桿分別帶動兩個半圓柱殼體構成圓柱殼體，從而在金屬增材製造的過程中，利用噴頭在圓柱殼體內噴射堆積支撐件，然後在支撐件上進行增材製造工件，從而在取件時，第二電推桿帶動半圓殼體向外側移動，從而能夠使得工件快速脫料，進而使得出料方便快捷，避免對工件造成損傷。
7.作為本發明的一種優選實施方式，所述底座的一側固定有工控電腦，所述工控電腦的信號輸出端分別與第一電推桿、第一電滑塊、第二電滑塊以及噴頭的信號輸入端連接。
8.採用上述技術方案，實現了自動化的控制，並且通過軟體與數控系統將專用的金屬材料以噴射等方式逐層堆積。
9.作為本發明的一種優選實施方式，所述載臺的表面開設有環形槽，所述環形槽內插接有環擋，所述環形槽內腔兩側底部均固定有第三電推桿，所述第三電推桿的外端和環擋的底部固定連接。
10.採用上述技術方案，利用第三電推桿能夠帶動環擋抬升進行遮擋防護。
11.作為本發明的一種優選實施方式，所述支板的外壁開設有限位滑槽，所述限位滑
槽的內腔插接有適配的限位滑塊，所述限位滑塊的頂部固定有第一電推桿，所述第一電推桿的外端和限位滑槽內壁固定連接，所述限位滑塊的外壁和頂板端面固定連接。
12.採用上述技術方案，第一電推桿能夠帶動頂板進行升降，從而使得調節機構和噴頭升降調節。
13.作為本發明的一種優選實施方式，兩個所述半圓柱殼體構成圓柱殼體，所述半圓柱殼體的內壁塗覆有陶瓷層。
14.採用上述技術方案，陶瓷層的設置，能夠避免金屬支撐件和半圓柱殼體發生黏連，方便脫料。
15.作為本發明的一種優選實施方式，所述環擋為透明鋼化玻璃材質。
16.採用上述技術方案，方便觀看內部情況。
17.本發明還涉及一種金屬增材加工方法，包括如下方法步驟：
18.步驟一：首先將金屬工件的3d模型數據傳輸給工控電腦，工控電腦會根據數據通過軟體與數控系統將專用的金屬材料以噴射等方式逐層堆積，並且通過工控電腦對第一電推桿、第一電滑塊、第二電滑塊以及噴頭髮送工作指令，按照模型的形狀進行帶動噴頭進行移動噴射，首先會在兩個半圓柱殼體構成的圓柱殼體內噴射成型成型支撐件，支撐件在兩個半圓柱殼體夾持下穩固；
19.步驟二：繼續通過噴射等方式逐層堆積的方式，在支撐件上噴射處模型相同比例的工件，並且在噴射的過程中，第三電推桿會帶動環擋抬升，從而形成保護，避免沉積過程中的飛濺、弧光對周圍工作人員造成傷害；
20.步驟三：工件成型後，環擋下降，然後啟動第二電推桿帶動兩個半圓柱殼體向外側移動，從而使得快速脫料；
21.步驟四：對工件的底部多餘的支撐件進行去除即可得到成型工件。
22.與現有技術相比，本發明的有益效果如下：
23.本發明通過載臺表面開設有凹槽，凹槽內通過兩個第二電推桿分別帶動兩個半圓柱殼體構成圓柱殼體，從而在金屬增材製造的過程中，利用噴頭在圓柱殼體內噴射堆積支撐件，然後在支撐件上進行增材製造工件，從而在取件時，第二電推桿帶動半圓殼體向外側移動，從而能夠使得工件快速脫料，進而使得出料方便快捷，避免對工件造成損傷；
24.同時在噴頭噴射製造工件的過程中，通過第三電推桿能夠帶動環擋進行抬升，從而能夠對噴頭噴濺的火星進行遮擋，從而起到了良好的保護效果，避免出現對周圍工作人員造成傷害的情況發生。
附圖說明
25.通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯：
26.圖1為本發明一種金屬增材加工裝置及方法的整體結構示意圖；
27.圖2為本發明一種金屬增材加工裝置及方法的調節機構結構示意圖；
28.圖3為本發明一種金屬增材加工裝置及方法的支板剖視結構示意圖；
29.圖4為本發明一種金屬增材加工裝置及方法的承載臺結構示意圖；
30.圖5為本發明一種金屬增材加工裝置及方法的承載臺剖視結構示意圖。
31.圖中：1、底座；
32.2、支板；21、限位滑槽；22、限位滑塊；23、第一電推桿；
33.3、頂板；；
34.4、工控電腦；
35.5、調節機構；51、第一滑軌；52、第一電滑塊；53、第二滑軌；54、第二電滑塊；
36.6、噴頭；
37.7、載臺；71、凹槽；72、半圓柱殼體；73、安裝槽；74、第二電推桿；75、環形槽；76、環擋；77、第三電推桿。
具體實施方式
38.下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
39.在本發明的描述中，需要理解的是，術語「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
40.在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「設置」應做廣義理解，例如，可以是固定相連、設置，也可以是可拆卸連接、設置，或一體地連接、設置。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義，本發明中提供的用電器的型號僅是參考，可以通過根據實際使用情況更換功能相同的不同型號用電器。
41.請參閱圖1-5，本發明提供一種技術方案：一種金屬增材加工裝置，包括底座1，底座1的頂部中間處固定有載臺7，載臺7用於對增材製造出來的工件進行支撐，製造過程在載臺7上完成；
42.如圖1和4所示，載臺7的表面中間處開設有凹槽71，凹槽71的內腔兩側壁均開設有安裝槽73，安裝槽73的內腔固定安裝有第二電推桿74，兩個第二電推桿74的外端均固定有半圓柱殼體72，兩個半圓柱殼體72構成圓柱殼體，並且兩個半圓柱殼體72的內壁均塗覆有陶瓷層，能夠在金屬成型時避免出現黏連，兩個半圓柱殼體構成的圓柱殼體能夠對金屬工件底部的支撐件進行夾持穩固，從而保證工件成型穩定，並且在取料時，能夠利用第二電推桿74帶動半圓柱殼體外移，從而使得工件快速脫料，從而提升了取料的效率，並且無需大力拆卸，避免對工件造成損傷；
43.如圖4和5所示，載臺1的頂部開設有環形槽75，環形槽75內插接有適配的環擋76，環擋76為透明鋼化玻璃材質，透明方便觀看，環擋76的底部兩側均固定有第三電推桿77，第三電推桿77的尾端固定於環形槽75內腔底部；
44.利用第三電推桿77能夠帶動環擋76進行抬升，從而在噴射成型時，能夠對飛濺的火星進行遮擋，避免對周圍工作人員造成傷害；
45.如圖1和3所示，底座1的一側壁固定有支板2，支板2的表面連接有頂板3，頂板3的底部連接有調節機構5，調節機構5的底部連接有噴頭6，支板2對應頂板3的一側壁開設有限位滑槽21，限位滑槽21的內腔插接有適配的限位滑塊22，限位滑塊22的頂部固定有第一電
推桿23，第一電推桿23的外端和限位滑槽21的內壁固定連接，限位滑塊22的外壁和頂板3固定連接；
46.利用第一電推桿23帶動限位滑塊22在限位滑槽21內升降，從而能夠帶動頂板3、調節機構5以及噴頭6進行調節高度；
47.如圖1和2所示，調節機構5包括第一滑軌51，第一滑軌51的底部滑動套裝有適配的第一電滑塊52，第一電滑塊52的底部固定有第二滑軌53，第二滑軌53的底部滑動套裝有適配的第二電滑塊54，第二電滑塊54的底部和噴頭6固定連接；
48.利用第一電滑塊52能夠帶動噴頭6進行前後位置調節，第二電滑塊54能夠帶動噴頭6進行左右為了調節；
49.另外底座1的一側固定有工控電腦4，工控電腦4會對第一電推桿23、第一電滑塊52、第二電滑塊54以及噴頭6進行發送指令，使得進行工作。
50.本實施例的具體實施方法如下：
51.步驟一：首先將金屬工件的3d模型數據傳輸給工控電腦4，工控電腦4會根據數據通過軟體與數控系統將專用的金屬材料以噴射等方式逐層堆積，並且通過工控電腦4對第一電推桿23、第一電滑塊52、第二電滑塊54以及噴頭6發送工作指令，按照模型的形狀進行帶動噴頭6進行移動噴射，首先會在兩個半圓柱殼體72構成的圓柱殼體內噴射成型成型支撐件，支撐件在兩個半圓柱殼體72夾持下穩固；
52.步驟二：繼續通過噴射等方式逐層堆積的方式，在支撐件上噴射處模型相同比例的工件，並且在噴射的過程中，第三電推桿77會帶動環擋76抬升，從而形成保護，避免沉積過程中的飛濺、弧光對周圍工作人員造成傷害；
53.步驟三：工件成型後，環擋76下降，然後啟動第二電推桿74帶動兩個半圓柱殼體72向外側移動，從而使得快速脫料；
54.步驟四：對工件的底部多餘的支撐件進行去除即可得到成型工件。
55.另外，本發明一種金屬增材加工裝置及方法包括的部件均為通用標準件或本領域技術人員知曉的部件，其結構和原理都為本技術人員均可通過技術手冊得知或通過常規實驗方法獲知，在本裝置空閒處，將上述中所有電器件，其指代動力元件、電器件以及適配的監控電腦和電源通過導線進行連接，具體連接手段，應參考下述工作原理中，各電器件之間先後工作順序完成電性連接，其詳細連接手段，為本領域公知技術，下述主要介紹工作原理以及過程，不在對電氣控制做說明。
56.以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點，對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
57.此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。