[发明专利]一种聚合物多材料多激光柔性增材制造系统及方法

权利要求书

1.一种聚合物多材料多激光柔性增材制造系统，其特征在于，

所述系统包括多个模块，将待成形产品的每个切片层划分为多个区域后，每个所述模块对应成形不同的所述区域，以此实现待成形产品的分区成形；

其中，每个模块包括激光发射单元(3)、多个机器人(1)以及与每个所述机器人配套设置的供丝单元(51)和挤出单元(52)，所述激光发射单元(3)与所述挤出单元(52)分开设置，使得挤出和熔融分开进行，避免所述挤出单元喷头的堵塞；所述挤出单元(52)设置在所述机器人(1)的末端；

待成形零件产品的三维，模型进行分层切片获得多个切片层的二维数据，对每层切片层进行体素切片，获得每层的数据点集，对所有切片层进行体素切片后获得整个待成形产品的空间数据点集；将每个切片层中的数据点集分为多个区域，根据该划分的区域，所述机器人(1)携带所述挤出单元到达预设的位置实现丝材的输送，每个所述机器人输送一种丝材，多个所述机器人按照预设的轨迹和顺序进行送丝，送出的丝材在所述激光发射单元发出的激光的作用下熔融，以实现每个切片层多种丝材的熔融成形；

所述挤出单元(52)的下端设置有牵引机构，该牵引机构包括牵引板(532)和设置一组相对设置的定滑轮(531)，丝材从所述相对设置的定滑轮之间穿出，所述牵引板用于将所述定滑轮与所述挤出单元连接。

2.一种如权利要求1所述的制造系统，其特征在于，所述激光发射单元(3)中的激光器采用CO₂激光器，并根据不同的所述机器人输送的丝材，实时调节所述激光器的参数，以此适应不同丝材熔融对激光能量的需求。

3.一种如权利要求1所述的制造系统，其特征在于，所述机器人(1)采用多轴机器人，以提高制造系统的柔性，其中，所述机器人的个数采用2～6个，所述激光发射单元采用1～3个。

4.一种如权利要求1所述的制造系统，其特征在于，所述系统还包括控制器(7)，该控制器分别与每个模块中的所述机器人，激光发射单元、供丝单元和挤出单元连接，以此实现各个部件的协同工作，控制器(7)中含有控制多机器人协同工作的联动程序，保证机器人之间相互配合，互不干涉。

5.一种如权利要求1所述的制造系统，其特征在于，所述系统还包括升降台(4)，通过该升降台逐层下降一个切片层的厚度，实现待成形产品的逐层成形。

6.一种如权利要求5所述的制造系统的增材制造方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)构建待成形产品的三维模型，将该三维模型进行分层切片获得多个切片层的二维数据，再对每层切片层进行体素切片，获得每层的数据点集，对所有切片层进行体素切片后获得整个待成形产品的空间数据点集；将每个切片层中的数据点集分为多个区域，根据该划分的区域，选取与该区域相应的所需丝材并安装在所述供丝单元上，同时，根据所述划分的区域设定每个区域内不同机器人的运动轨迹和送丝顺序；

(b)对于每个切片层，不同的所述区域内的机器人按照所述设定的运动轨迹携带所述送丝单元进行送丝，所述激光发射单元熔融送出的丝材，以此实现不同的所述区域内丝材的熔融成形，所有不同的所述区域内丝材的熔融成形完成后，即完成单个切片层的成形，并且所有区域能够无缝拼接在一起；

(c)所述升降台下降一个切片层的厚度，重复步骤(b)直至完成所有切片层的成形，由此获得所需的产品。