[发明专利]一种增减材复合制造装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种增减材复合制造装置及其使用方法，粉体材料或丝状材料或片状材料首先通过增材制造方式在独立空间快速成形部分制品，成形一定高度后，再以减材制造方式在独立空间制造该制品，进一步提高制品的精度和表面质量，然后该制品再次切换到增材制造方式继续下一部分成形，如此循环，实现制品的增减材复合制造，本方法可解决增材制造过程中制品精度低、表面质量差，减材制造过程中柔性差、耗材高、成本高、工艺复杂和材料受限，增减材复合制造过程中增材制造、减材制造切换效率低、无独立空间和设备复杂等问题。

技术领域

本发明涉及增减材复合制造装置及其使用方法领域，具体涉及一种增减材复合制造装置及其使用方法。

背景技术

零件制造有减材制造、等材制造及增材制造等三种方式。增材制造具有快速、节省材料、材料适用范围广、高柔性和能快速响应客户对产品的个性化需求和市场需求等优点，但也存在着精度低和表面质量差等缺点；而减材制造的零件具有很高精度和表面质量，但存在浪费材料、制造周期长、柔性差等缺点。如何能快速制造低成本、高精度和高表面质量的零件尤其是小批量零件一直是制造业的难题。增减材复合制造是解决这一难题的途径之一，但目前增减材复合制造方法及装置，大多是把增材制造模块与减材制造模块集成在一起，尽管可以达到融合两种制造技术优势，一定程度上解决了上述制造中的难度，但这种方式多数需要频繁切换增材制造部件和减材制造刀具，一定程度上降低了生产效率，而且由于增材制造和减材制造是不同的过程，在减材制造过程中不可避免要产生切削热，一般制造过程中要采用切削液或其他冷却介质进行冷却润滑，但考虑到增材制造过程中的所采用的材料是粉状或丝状，而且采用高能量进行制造，如果采用切削液或其他冷却介质不但会污染原料而且会影响增材制造件的质量，因此目前增减材复合制造方法多采用干切削，影响加工效率及零件质量。

为此，针对于目前增减材复合制造中存在的问题，有必要开发一种增材与减材制造独立、增减材制造方式快速切换、制造灵活、制造零件力学性能高、精度高、表面质量好、生产效率高、成本低、能耗低，材料适用范围广且工艺简单的一种新的增减材复合制造装置及其使用方法。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种增减材复合制造装置及其使用方法，其能够解决增材制造过程中制品精度低、表面质量差和减材制造过程中工艺复杂、柔性差、复杂材料制造效率低、成本高、材料损耗高和材料受限制等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种增减材复合制造装置及其使用方法，包括内部设有左工作台的左密封罩和设有右工作台的右密封罩，所述左密封罩与右密封罩左右相连并且通过一个移动密封门隔开，所述左工作台和右工作台上均设有供局部工作台滑动的轨道和能够限制局部工作台位移的锁定装置，所述左密封罩和右密封罩内均设有保护气体输送系统和温度调节系统，所述左密封罩内设材料输送系统，所述材料输送系统设有能够绕Y轴旋转并且与局部工作台配合的喷嘴，所述右密封罩内设主轴单元，所述主轴单元设有能够绕Y轴旋转并且与局部工作台配合的刀具，所述局部工作台通过其内置的拉杆锁定装置活动连接有能够拆卸的拉杆，所述拉杆远离局部工作台的一端伸出右密封罩之外并连接伸缩机构，所述左工作台与右工作台的底部分别连接一个能够控制其上下运动的Z轴。

优选地，所述锁定装置包括分别设在左工作台和右工作台上的第一螺纹通孔，所述第一螺纹通孔内设有第一电磁推拉杆弹簧，所述第一电磁推拉杆弹簧弹簧段固定第一卡球，所述第一螺纹通孔顶部开口小于第一卡球直径防止其全部伸出，所述第一电磁推拉杆弹簧连接外部电源，所述局部工作台底部开有与第一卡块嵌合的第一凹槽。

优选地，所述拉杆锁定装置包括局部工作台内开设的供拉杆横向穿入的中孔和开设在中孔上下方的两个第二螺纹通孔，所述第二螺纹通孔内固定第二电磁推拉杆弹簧，所述第二电磁推拉杆弹簧弹簧端固定第二卡块，所述第二螺纹通孔靠近中孔的一端开口小于第二卡块直径防止其全部伸出，所述第二电磁推拉杆弹簧连接外部电源，所述拉杆上下两侧分别开有供第二卡块嵌入的第二凹槽。