[发明专利]一种等离子熔覆制造3D打印设备及方法

摘要

本发明公开了一种等离子熔覆制造3D打印设备及方法，该设备由监控系统、等离子束流加工系统和供待打印工件放置的水平打印台组成；等离子束流加工系统由等离子体发生器、供气装置、向等离子束内送入粉末的送粉装置和打印位置调整装置组成；监控系统包括位置调整控制器、温度检测单元、距离检测单元和打印距离调节控制器，温度检测单元与打印距离调节控制器组成温度调控装置；该方法包括步骤：一、待打印工件三维立体模型获取及分层切片处理；二、扫描路径填充；三、打印路径获取；四、由下至上逐层打印。本发明设计合理、操作简便且成型效率高、使用效果好，无需密闭成型室，且不需要保护气氛或真空环境，工件成型过程直接在大气环境下进行。

主权项

1.一种等离子熔覆制造3D打印设备，其特征在于：由监控系统、等离子束流加工系统和供待打印工件(3)放置的水平打印台(4)组成；所述等离子束流加工系统由安装有喷头且用于产生等离子束的等离子体发生器、为所述等离子体发生器提供工作气体的供气装置(1)、用于连续向所述等离子体发生器产生的所述等离子束内送入打印材料的送粉装置和对打印位置进行调整的打印位置调整装置组成，所述等离子体发生器和所述送粉装置均位于水平打印台(4)上方，所述送粉装置位于所述等离子体发生器一侧；所述供气装置(1)通过供气管(5)与所述等离子体发生器上所开的进气口连接；所述送粉装置的送粉口位于所述喷头的出口下方且其位于所述等离子束的中心轴线上；所述打印位置调整装置包括带动所述等离子体发生器与所述送粉装置同步在水平面上进行移动的水平移动装置和带动所述等离子体发生器、所述送粉装置与所述水平移动装置同步移动并相应对所述喷头的出口与水平打印台(4)之间的距离进行调节的打印距离调节装置，所述等离子体发生器和所述送粉装置均安装在所述水平移动装置上，且所述水平移动装置安装在所述打印距离调节装置上；所述监控系统包括对所述水平移动装置进行控制的水平移动控制器(24)、对待打印工件(3)上表面温度进行实时检测的温度检测单元(9)、对所述喷头的出口与水平打印台(4)之间的距离进行实时检测的距离检测单元(8)和对所述打印距离调节装置进行控制的打印距离调节控制器(10)，所述水平移动控制器(24)与所述水平移动装置连接，所述打印距离调节控制器(10)与所述打印距离调节装置连接，所述温度检测单元(9)和距离检测单元(8)均与打印距离调节控制器(10)连接；所述温度检测单元(9)与打印距离调节控制器(10)组成温度调控装置；所述等离子体发生器产生的等离子束的中心轴线与竖直面之间的夹角不大于45°；所述打印距离调节装置为沿所述等离子束的中心轴线对所述喷头进行上下调整的上下调整装置(17)，所述距离检测单元(8)为对沿所述等离子束的中心轴线从所述喷头的出口到水平打印台(4)之间的距离进行实时检测的距离检测装置。