[实用新型]一种金属3D打印机

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料成型领域，尤其涉及一种金属3D打印机。

背景技术

3D打印是增材制造的一种。由于传统制造业的减材加工方法包含大量的材料去除工作，浪费了大量的材料。3D打印通过分层软件将已知零件的三维模型按照设定的厚度分解为具有一定厚度的二维界面，再通过逐层按需打印，大大减少了材料的浪费，尤其适合复杂零件和非标零件的制造。

但3D打印现在主要应用于树脂材料上，金属3D打印目前还没有大规模的应用，这主要是因为3D打印设备的成本普遍较高。一般的金属3D打印主要是由大功率激光发生器实现。而激光发生器较为昂贵的价格限制了金属3D打印机整体成本的降低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种打印成本较低的金属3D打印机。

本实用新型所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种金属3D打印机，它包括热源、三维打印工作台、三维直线滑台、送丝机构、控制器和打印头模块，所述打印头模块包括焊枪和送丝导嘴，所述焊枪和送丝导嘴固定在所述三维直线滑台上，所述控制器用于发送运动指令至所述三维直线滑台，所述焊枪和送丝导嘴在三维直线滑台的带动下可以沿XYZ轴三个方向移动，所述热源为微束等离子弧焊机或自动焊焊机，所述送丝机构包括丝盘、送丝滚轮、送丝管和送丝电机，金属丝材缠绕在丝盘上，所述送丝电机驱动送丝滚轮将丝材通过送丝管送到送丝导嘴中，所述热源通过焊枪融化送丝导嘴导出的金属丝材，融化后的丝材融覆到三维打印工作台的打印基板上。

上述方案中，所述三维打印工作台包括打印支撑台架和打印工作区。所述打印工作区包括打印基板和冷却装置，所述冷却装置用于冷却融覆在打印基板上的金属丝材。

上述方案中，所述冷却装置包括水箱及液位仪，所述打印基板铺设在所述水箱的底部，所述水箱上设置有进水孔和出水孔，水通过进水口进入水箱内，打印基板位于液面下，通过所述液位仪用于监测所述水箱内的液位，使液面高度随打印层高度的增加而增高，并保持液位在融覆工作面下0.5mm处以保证冷却效果。

上述方案中，所述三维直线滑台包括X轴直线丝杠滑台，X轴步进电机，X轴辅助直线滑轨，Y轴直线丝杠滑台，Y轴步进电机，Z轴直线丝杠滑台，Z轴步进电机，所述X轴直线丝杠滑台、Y轴直线丝杠滑台和Z轴直线丝杠滑台之间通过连接板连接，所述X轴直线丝杠滑台和X轴辅助直线滑轨固定在三维打印工作台上，所述焊枪和送丝导嘴固定在所述三维直线滑台的Z轴直线丝杠滑台上。

本实用新型的有益效果为：本发明使用微束等离子弧焊机作为热源对丝状材料熔融，采用熔融堆积成形（FDM）的方法，通过由三根丝杠直线滑台组成的三维平台，进行金属零件的3D打印制造。这种3D打印方式，减少了传统用激光作为热源配合工业机器人进行打印的成本，尤其适用于复杂零件的加工制造。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的金属3D打印机的示意图。

图2为打印工作区的主视图。

图3为打印工作区的俯视图。

图4为打印工作区的左视图。

图5为送丝机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1至图5所示，本实用新型提供一种金属3D打印机，它包括热源1、三维打印工作台2、三维直线滑台、送丝机构11和打印头模块。所述热源1为微束等离子弧焊机或自动焊焊机。

在本实施例中，三维直线滑台包括X轴直线丝杠滑台5，X轴步进电机6，X轴辅助直线滑轨10，Y轴直线丝杠滑台7，Y轴步进电机4，Z轴直线丝杠滑台9及Z轴步进电机8。X轴直线丝杠滑台5、Y轴直线丝杠滑台7和Z轴直线丝杠滑台9之间通过连接板连接，组成三维运动模块。X轴直线丝杠滑台5和X轴辅助直线滑轨10固定在三维打印工作台2上。

打印头模块包括焊枪12和送丝导嘴13。焊枪12和送丝导嘴13固定在三维直线滑台的Z轴直线丝杠滑台9上。焊枪12和送丝导嘴13在三维直线滑台的带动下可以沿XYZ轴三个方向移动。