[发明专利]一种六轴复合无间断3D打印机

说明书

一种六轴复合无间断3D打印机，打印头可在X/Y平面内自由运动且自身可做摆转运动；悬梁可做Z轴升降运动，悬梁上设有两自由度联动双层工作平台，工作平台整体可做翻转运动，两层工作平台均可做回转运动，上述运动配合实现六轴联动；打印机机架顶部设有控制台，六轴联动的控制指令均由控制台发出；两层工作平台上均配置有加热机构和冷却机构，一个工作平台的零件打印工作结束时，另一个工作平台进行预热，打印工作结束后立即进行180°翻转，预热好的工作平台继续执行打印工作，带零件的工作平台即可进行冷却，如此往复打印即可实现六轴联动下的无间隙增材制造，同时大幅度提高打印速度；打印头摆转运动与工作平台翻转运动配合可实现无支撑打印。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，特别是涉及一种六轴复合无间断3D打印机。

背景技术

增材制造是融合了计算机三维设计技术的材料加工成型技术，其以数字化模型文件为基础，通过软件与数控系统将特制的材料变成熔融状态并逐层堆积固化，以制造出符合设计的产品实体。增材制造与传统的减材制造不同，其是通过材料的累加层积，从无到有，相比于传统的切削、组装的加工方式，其具有无可比拟的优势，使无法实现的复杂结构制造变为可能。由于不涉及熔炼、锻造、机加等工序，3D打印技术大大简化了产品设计过程，产品研发周期缩短了30％～50％，并且减少了原材料使用量，降低了对自然资源和环境的压力，实现了零部件高度集成。

目前，3D打印技术已经成功的应用在制造、医疗、私人定制等诸多领域，并已取得了非常显著的进步。但是，仍然存在一些因素在阻碍3D打印技术的大规模应用，这些因素主要包括打印前预热时间长、实际打印耗时长、打印后冷却时间长、打印速度慢、无法进行连续打印、打印支撑材料浪费严重。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种六轴复合无间断3D打印机，能够有效缩短打印前预热时间，能够有效降低实际打印耗时，能够有效缩短打印后冷却时间，能够有效提高打印速度，能够进行连续打印，能够实现无支撑打印。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种六轴复合无间断3D打印机，包括机架、打印头、悬梁及两自由度联动双层工作平台；在所述机架外部顶端设置有控制台；所述打印头通过打印头安装架设置在机架内部顶端，打印头安装架通过两自由度驱动机构与机架内部顶端相连接，在打印头安装架水平安装有打印头摆转驱动电机，所述打印头固连在打印头摆转驱动电机的电机轴端部，打印头具有摆转自由度；在所述机架内部竖直固装有Z向丝杠和Z向导杆，在所述悬梁上固装有Z向丝母滑台，悬梁通过Z向丝母滑台安装在Z向丝杠和Z向导杆上，在所述机架内部顶端竖直固装有Z向驱动电机，Z向驱动电机的电机轴与Z向丝杠顶端相固连，悬梁及Z向丝母滑台在Z向丝杠和Z向导杆上具有直线移动自由度；所述两自由度联动双层工作平台安装在悬梁上。

所述两自由度驱动机构包括X向丝杠、X向导杆、X向丝母滑台、X向驱动电机、Y向丝杠、Y向导杆、Y向丝母滑台及Y向驱动电机；所述X向丝杠及X向导杆水平安装在机架1内部顶端，X向丝杠与X向导杆相平行，所述X向驱动电机固装在机架1内部顶端，X向驱动电机的电机轴与X向丝杠的一端相固连；所述X向丝母滑台安装在X向丝杠及X向导杆上，X向丝母滑台在X向丝杠及X向导杆上具有直线移动自由度；所述Y向丝杠及Y向导杆水平安装在X向丝母滑台下表面，Y向丝杠与Y向导杆相平行，Y向丝杠及Y向导杆与X向丝杠及X向导杆相垂直，所述Y向驱动电机固装在X向丝母滑台下表面，Y向驱动电机的电机轴与Y向丝杠的一端相固连；所述Y向丝母滑台安装在Y向丝杠及Y向导杆上，Y向丝母滑台在Y向丝杠及Y向导杆上具有直线移动自由度；所述打印头安装架6固装在Y向丝母滑台上。