[发明专利]一种3D打印装置、3D打印方法及CNC系统的控制方法

说明书

本发明提供了一种3D打印装置、3D打印方法及CNC系统的控制方法，3D打印装置包括打印平台、复合式打印系统及控制系统，控制系统连接于复合式打印系统，复合式打印系统包括电弧打印分系统、激光打印分系统、切削分系统及运动系统，控制系统用于根据输入参数：输出运动参数至运动系统中，分别输出各个分系统的工艺参数至相应的分系统中，运动系统执行运动参数带动至少一个分系统运动，工艺参数用于各个分系统的运行的控制，3D打印装置集合了电弧打印和激光打印的优点，零件成型路径由控制系统进行规划，由运动系统及各个分系统共同执行，解决了采用单一方式3D打印零件的缺陷问题和成本较高的问题。提高了工作效率的同时，还降低了制造成本。

技术领域

本发明属于3D打印增材制造技术领域，涉及一种3D打印装置、3D打印方法及CNC系统的控制方法。

背景技术

金属增材制造是增材制造领域的一个重要分支，是以金属丝或粉末为原材料，在计算机三维数据模型基础上，以高能束(激光、电弧或电子束等)为工具，在软件和数控系统的控制下，将材料融化并逐层堆积来制造高性能金属构件的制造技术。现有技术中的金属3D打印装置常用的技术按热源和材料区分，包括激光选区熔化技术(Selective LaserMelting，简称SLM)、电子束选区熔化技术(Electron Beam Selective Melting，简称EBSM)、激光立体成型技术(Laser Solid Forming，简称LSF)、电子束熔丝沉积技术(Electron Beam Freeform Fabrication,简称EBFF)及电弧增材制造技术(Wire and ArcAdditive Manufacturing，简称WAAM)。

激光立体成型技术是利用高能量激光束将与光束同轴喷射或侧向喷射的金属粉末熔化为液态，通过控制系统，让光束和材料按照预定轨迹运动，使熔化后的液态金属按照预定轨迹凝固并堆积成型，获得与最终零件非常接近的“近形”件。基于激光立体成型技术进行的金属3D打印装置的优点在于：打印零件的精度较高，表面质量好，缺点为：打印效率低，中大型零件打印耗时长，成本高。

而电弧增材制造技术是以电弧为载能束，采用逐层堆焊的方式制造金属构件，该技术主要基于TIG、MIG或SAW等焊接技术发展而来，成型零件由全焊缝构成，化学成分均匀且致密度高，基于电弧增材制造技术进行的金属3D打印装置的优点在于：打印速度快,打印工作对环境的要求低，能够快速完成较大尺寸零件的无模制造。其缺点在于：零件表面质量较差，后期需要大量的机械加工对零件进行完善，且不能打印零件的细微特征结构。

现有技术中公布了一种金属零件3D打印数控机床，是利用传统的焊接工艺堆焊成型，当焊接或者堆焊到一定程度后，主轴更换为相应的刀具进行所需要的加工，是一种能够对金属零件进行增材制造和切削加工的复合加工设备。此种方式制造零件效率有所提高，在一定程度上，能够解决电弧增材制造技术制造的零件的表面缺陷问题，但是，通过切削加工来辅助处理仍然难以完成一些构形复杂的零件的制造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印装置、3D打印方法及CNC系统的控制方法，以解决现有技术中的单一方式3D打印零件导致的缺陷问题和成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种3D打印装置，包括打印平台、复合式打印系统及控制系统，所述控制系统连接于所述复合式打印系统，所述复合式打印系统包括电弧打印分系统、激光打印分系统、切削分系统及运动系统；

所述控制系统，用于根据输入参数：

输出运动参数至所述运动系统中，

分别输出各个所述分系统的工艺参数至相应的所述分系统中；

所述运动系统执行所述运动参数带动至少一个所述分系统运动；

所述工艺参数用于各个所述分系统的运行的控制；

所述切削分系统用于零件模型的切削加工；