[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

说明书

技术领域

本发明涉及金属零件的3D打印技术领域。

背景技术

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，一种快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。

以金属为原材料的3D打印技术，现在已经发展出了多种，这些技术的共同点，都是用粉末状的金属原材料，并通过激光提供能量进行烧结。

这些金属零件的3D打印技术，具有成形精度高，技术成熟的优点，但同时也有以下缺点：

1、设备昂贵，特别是激光发生器等部件的价值高，影响了3D打印的零件成本；

2、原材料为粉末状，需要足够细，其生产工艺复杂，价格昂贵，每公斤的价格为从几百到几万；

3、零件打印过程的效率不高，阻碍了3D打印技术的广泛应用，还只能用于特殊行业的特殊零件的制造。

经检索，现有技术中，申请号为201420250363.6的中国实用新型公开了一种基于电弧焊的金属3D打印机，其包括基座及设置在所述基座上的支架，所述基座上设置有沿X轴方向及Y轴方向移动的工作台，所述支架上设置有焊接装置；所述焊接装置与工作台相互之间远离运作。本发明基于电弧焊的金属3D打印机通过在基座上设置第一导座及第二导座，配合其中设置的第一丝杆及第二丝杆的运作完成对工作面板沿Y轴或X轴方向的动作，并通过Z轴方向设置的第三丝杆，调节焊接装置与工作面板之间的距离，使得焊接头上的焊丝能按照3D编程的设置逐层焊接，进而形成一个完整的3D固态物体形状产品，省去了开模过程中造成的原料损耗及增加了产品成型效率，同时也降低了产品制作成本。申请号：201420184205.5的中国实用新型公开了一种新型3D打印装置，它涉及打印设备技术领域，它包含底盘、机罩、打印机构、横向位移杆、纵向位移杆、搭建平台，底盘的上部设有机罩，横向位移杆的两端与机罩的内部两侧连接，且横向位移杆的中部活动连接有打印机构，打印机构的后侧设有纵向位移杆，底盘上设有搭建平台，它还包含排风扇、气体收集通道、气体收集器、气体净化器、排风通道，机罩的顶部设有排风扇，气体收集通道的一端与排风扇连接，且气体收集通道的另一端设有气体收集器，气体收集器的内部一侧设有气体净化器，且气体收集器的一侧设有排风通道。它能够减少打印机在使用过程中毒气的产生，维护了工作人员的身体健康，保护了环境。以上现有技术均不是以金属丝为原料打印金属零件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种3D打印设备及用金属丝为原材料的3D打印成形方法，其能以金属丝为原料打印金属零件。

本发明的技术方案是：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，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。

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。

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。

所述针状电极为钨针电极。

所述3D打印设备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。

本发明还提供另一种3D打印设备，包括3D打印机，所述3D打印机包括打印机机头，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。

所述惰性气体喷射装置安装在打印机机头的下方，喷射出的惰性气体环形气流包围住电弧区域，形成保护屏障。