[发明专利]等增减材复合成形设备及其加工方法

说明书

一种等增减材复合成形设备，包括工作台、连接工作台的固定机构、连接固定机构的成形机构、连接固定机构的打印机构、激光机构、送粉机构、及输气机构；成形机构包括连接固定机构的夹持件；打印机构包括打印头、连接打印头的安装座、连接安装座的激光管、连接打印头的送粉管、及连接打印头的输气管；激光管的一端连接激光机构，送粉管的一端连接送粉机构，输气管的一端连接输气机构。本设备通过成形机构实现无模挤压的等材成形，通过激光机构实现3D打印的增材成形，再通过成形机构实现切削的减材成形；该设备集等增材减材加工于一体，三种加工既可单独运行，也可交互运行，避免产品重复定位，有效提高了产品的质量和尺寸精度，也提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及自动化加工设备技术领域，特别是涉及一种结构简单的等增减材复合成形设备及其加工方法。

背景技术

随着科技发展，人们对产品的质量要求越来越高，对产品的生产效率也提出了更高的要求，自动化加工设备已广泛运用于制造生产中，通过不断改进加工设备及加工方法，提高生产效率及生产质量。

目前，在生产制造具有内部空腔的薄壁零件时，常用加工方法有：一是将零件分解成几个部分，各部分分别采用模具进行冲压成形，然后再将各部分零件进行拼接最终得到完整零件，但冲压成形需要设计开发专用模具，模具研发成本昂贵，开发周期长，同时各部分零件间的拼接技术也一直是技术难点，在装配精度、密封性上常常会出现较大问题；二是采用熔模砂芯铸造的方法，该方法也需要单独进行模具设计，成本较高，且在内部空腔中可能会残留熔模材料；三是采用3D打印金属粉末激光熔融快速成形，3D打印技术不需要进行模具设计，但零件成形时表面会出现阶梯效应，影响零件质量。

综上所述，现有的加工设备及加工方法的生产效率较低、成本较高、产品质量不佳，难以满足人们的需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种结构简单、自动化程度高的等增减材复合成形设备，其加工方法简单易控、操作便捷。

一种等增减材复合成形设备，包括工作台、连接工作台的固定机构、连接固定机构的成形机构、连接固定机构的打印机构、激光机构、送粉机构、及输气机构；所述成形机构包括连接固定机构的夹持件；所述打印机构包括打印头、连接打印头的安装座、连接安装座的激光管、连接打印头的送粉管、及连接打印头的输气管；所述激光管的一端连接激光机构，所述送粉管的一端连接送粉机构，所述输气管的一端连接输气机构。

本发明的等增减材复合成形设备通过成形机构实现无模挤压的等材成形，通过激光机构实现3D打印的增材成形，再通过成形机构实现切削的减材成形；该设备集等增材减材加工于一体，三种加工既可单独运行，也可交互运行，避免产品重复定位，有效提高了产品的质量和尺寸精度，也提高了生产效率。

在其中一个实施例中，所述工作台包括基板、连接基板的支撑柱、滑设于支撑柱的成形板、连接成形板的紧固件、及用于驱动成形板升降的驱动件；所述工作台低于成形机构及打印机构。

在其中一个实施例中，所述成形机构还包括连接固定机构的刀库、换刀件、用于驱动刀库转动的转动动力件、及用于驱动换刀件移动的换刀动力件；所述换刀件设置于刀库及夹持件之间。

在其中一个实施例中，所述安装座设置于固定机构，该安装座的一端内置倾斜反射镜；所述打印头包括连接安装座的支撑件、及连接支撑件的喷头；所述支撑件内侧设置环形反射镜，该支撑件的中部设置一凸镜。

在其中一个实施例中，所述打印机构包括集中管，所述集中管从凸镜的下方延伸至喷头；所述送粉管的一端连接集中管，所述输气管的一端连接集中管。

在其中一个实施例中，所述打印机构还包括连接安装座的移动件、及用于驱动移动件升降的驱动件；所述移动件滑设于固定机构。

在其中一个实施例中，包括光学传感器；所述光学传感器连接移动件。