[发明专利]一种3D打印设备及用金属丝为原材料的3D打印成形方法

权利要求书

1.一种3D打印设备，包括3D打印机，所述3D打印机包括打印机机头，其特征是，所述3D打印设备还包括电弧发生装置、机罩、惰性气体，所述打印机机头上设置有用于定位金属丝的金属丝导管；所述电弧发生装置、打印机机头和金属丝导管均位于机罩内，所述机罩内充满有惰性气体。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征是，所述电弧发生装置包括针状电极和基板；所述针状电极安装在打印机机头上，所述基板位于金属丝导管和针状电极的下方。

3.根据权利要求2所述的3D打印设备，其特征是，所述机罩连接基板且机罩和基板围成一个密闭空间；所述打印机机头、金属丝导管、针状电极均位于该密闭空间内。

4.根据权利要求2所述的3D打印设备，其特征是，所述针状电极为钨针电极。

5.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征是，还包括位于基板下面的底板，所述机罩连接底板且机罩和底板围成一个密闭空间；所述打印机机头、金属丝导管、针状电极和基板均位于该密闭空间内。

6.一种3D打印设备，包括3D打印机，所述3D打印机包括打印机机头，其特征是，所述3D打印设备还包括电弧发生装置，所述打印机机头上设置有用于定位金属丝的金属丝导管；所述电弧发生装置包括针状电极、基板和能在局部区域形成惰性气体屏障的惰性气体喷射装置；所述针状电极安装在打印机机头上，所述基板位于金属丝导管和针状电极的下方。

7.根据权利要求6所述的3D打印设备，其特征是，所述惰性气体喷射装置安装在打印机机头的下方。

8.一种用金属丝为原材料的3D打印成形方法，其特征是，采用金属丝为原材料，将金属丝安装在3D打印机上，通过安装有针状电极和基板的电弧发生装置，在针状电极和基板之间产生电弧形成电弧区域，使金属丝的一端在电弧区域内连续熔化，沉积在基板上，3D打印机在计算机控制下按照计算机程序预先设定的路线在同一平面内连续扫描，使熔化的金属丝冷却后堆积成预定形状的薄片；然后在已堆积好的薄片的表面再堆积成另一层薄片，经过多层的薄片堆积形成预定形状的金属零件。

9.根据权利要求8所述的用金属丝为原材料的3D打印成形方法，其特征是，整个打印堆积过程在惰性气体保护的环境中进行：将打印设备用机罩进行封闭，在封闭空间内充满惰性气体，或者，在金属丝熔化堆积的区域形成局部的惰性气体保护屏障。

10.根据权利要求8所述的用金属丝为原材料的3D打印成形方法，其特征是，采用权利要求1至7中任一项所述的3D打印设备进行打印，包括如下步骤：

A、将要打印的零件在计算机中形成虚拟的三维模型，并进行切片转换，数据输送到3D打印机中；

B、关闭好机罩，向机罩内输入惰性气体；

C、启动3D打印机，根据切片数据，打印机机头在计算机控制下由电机驱动移动，进行平面扫描；

D、在扫描的同时，针状电极与基板之间持续产生电弧，金属丝的一端被持续地送入到电弧中，在电弧中熔化并堆积平铺在基板上，形成一层金属薄片，其形状由扫描轨迹控制，对应于第一层切片数据；

E、打印机机头自动上移或基板自动下沉一个预定的高度值，重新进行上述步骤的堆积金属薄片操作，对应于第二层切片数据，两层薄片熔合在一起；

F、按上述步骤重复进行堆积金属薄片操作，完成全部切片数据的薄片堆积，形成零件毛坯，3D打印机停止工作；

G、开启机罩，待零件毛坯冷却后在取出，对零件毛坯进行清理修磨，得到要打印的零件成品。