[发明专利]一种三维喷涂打印的多材料成型装置

说明书

本发明公开了一种三维喷涂打印的多材料成型装置。包括安装架和安装在安装架上的旋转驱动机构、两个行走打印组件，安装架的中部安装旋转驱动机构，由旋转驱动机构带动安装架绕自身中心水平旋转，安装架的两侧对称安装有行走打印组件，行走打印组件在安装架上进行径向移动调整打印；每个行走打印组件包括径向行走驱动机构与多自由度输出机构，径向行走驱动机构包括直线电机、和可控式滑块；旋转驱动机构包括上安装壳、下安装壳和舵机。本发明通过设置多材料成型装置，可实现多材料的快速成型工艺，并可提高打印精度和打印效率，其可广泛地应用于快速成型。

技术领域

本发明属于快速成型的一种制造复杂曲面结构零件的3D喷涂打印装置，尤其是涉及一种三维喷涂打印的多材料成型装置。

背景技术

超音速喷涂是一种针对金属喷涂的三维打印技术。由于压缩气体通过缩放管可以产生超音速气流，将粉末沿轴向送入超音速气流中，形成气固双相流，经加速后在完全固态下撞击基体，发生较大的塑性变形而沉积在基体表面上形成涂层。冷喷涂用于制备各种功能性涂层和纳米涂层，在汽车制造业、机械零件的修复再制造、航空航天等领域得到了广泛应用。

由于现有的喷涂设备不能进行多个自由度的运动，对于形状结构复杂的工件而言，现有的喷涂设备难以根据工件自身形状实时调整喷涂路径，以实现包括负角度打印在内的三维打印成型。生产实践中很多产品是曲面结构例如曲轴，薄壁回转件等。直角坐标式的快速成型机在喷涂这些由面结构时，需要借助计算机进行不断的差补运算，当所喷涂的由面或曲线较复杂时，计算机进行的计算量非常大，而且用该方法加工的曲线表面是由多个极小的直线拟合而成的多边形，加工截面内外圆直径相差很小时，就会导致曲面结构失真非常严重。现有的普通的直角坐标式快速成型机不能满足由面结构的表面质量。

为了保证对于曲线和圆弧的轮廓喷涂都是一次完成的，提高表面质量和打印效率，通过调整喷枪距离和物料箱存储的粉末类型，可实现多喷头多材料并行喷涂，大大提高工作效率和控制灵活性；可以实现直角坐标系和极坐标系的复合喷涂。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种三维喷涂打印的多材料成型装置。

本发明的技术方案如下：

本发明包括安装架和安装在安装架上的旋转驱动机构、两个行走打印组件，安装架的中部安装旋转驱动机构，由旋转驱动机构带动安装架绕自身中心水平旋转，安装架的两侧对称安装有行走打印组件，行走打印组件在安装架上进行径向移动调整打印。

每个行走打印组件包括径向行走驱动机构与多自由度输出机构，径向行走驱动机构包括直线电机和可控式滑块，直线电机固定于旋转驱动机构的安装架上，可控式滑块安装在直线电机上，直线电机控制可控式滑块沿安装架的径向方向水平移动；多自由度输出机构包括多自由度机械臂和超音速喷枪，多自由度机械臂包括主臂和副臂，主臂一端铰接安装在可控式滑块底部，主臂另一端经关节和副臂的一端铰接，副臂的另一端安装超音速喷枪，超音速喷枪产生混合压缩空气和粉末材料的超音速气固双相流；所述的旋转驱动机构包括上安装壳、下安装壳和舵机，上安装壳和下安装壳分别上下对接组成完整壳体，舵机固定在上安装壳的内顶面，舵机的输出轴朝下经输入旋转轴固接上法兰，上法兰下端和下法兰上端同轴对接，下法兰下端和输出旋转轴上端固接，输出旋转轴下端通过推力轴承套装于下安装壳通孔中，并穿出通孔后和安装架固接，安装架底部固定连接于安装架顶面。

两个行走打印组件对称安装在安装架的两侧，且两个行走打印组件的两个超音速喷枪朝向安装架的中心布置。

所述的副臂内部设有用于存储成型粉末材料的空腔。

本发明的有益效果是：本发明通过设置多材料成型装置，可实现多材料的快速成型工艺，并可提高打印精度和打印效率，其可广泛地应用于快速成型。

附图说明

图1是本发明实施例中多材料成型装置的主视示意图；