[发明专利]一种金属与非金属混合增材制造装置及制造方法

摘要

一种金属与非金属混合增材制造装置及制造方法，属于增材制造技术领域，其装置结构包括框架、Y轴导轨机构、XZ轴导轨机构、金属加热装置、热熔丝支架以及中央控制系统，通过热熔丝进料口按照设定的模型尺寸和模型位置，用打印材料由外向内逐层打印零部件的外部廓面；金属液体进料口利用压力泵通过金属加热装置进行液体融化，金属液体加热喷头X轴左右移动，每次移动的距离与设定的填充度数值对应，直至零部件内层全部填充完毕，热熔丝喷头开始打印零部件顶部的封层。本发明采取两个喷头的工作模式，利用金属液体填充的方式打印零件，来提高桌面式增材制造打印时间和打印零件的内部强度，可提高工作效率，增加零件内部强度，材料适用性广泛。

主权项

1.一种金属与非金属混合增材制造装置，其特征是：包括框架(1)、Y轴导轨机构(2)、XZ轴导轨机构(3)、金属加热装置(4)、热熔丝支架(5)以及中央控制系统(6)，所述框架(1)包括X轴下支架(101)、Y轴支架(102)、Z轴支架(103)、三角支撑肋板(104)以及X轴上支架(105)，所述X轴下支架(101)与Y轴支架(102)在水平面内组成方形支撑框架；所述Z轴支架(103)与三角支撑肋板(104)在竖直面内组成三角支撑结构；所述X轴上支架(105)设置在三角支撑结构的顶端；所述Y轴导轨机构(2)包括滑杆组件(201)、同步带轮组件(202)、温控平台(203)以及带轮步进电机Ⅰ(204)，所述滑杆组件(201)为两组，包括滑杆固定端和滑杆，设置在由X轴下支架(101)与Y轴支架(102)组成的方形支撑框架上部；所述同步带轮组件(202)包括同步带和同步轮，设置在X轴下支架(101)与Y轴支架(102)组成的方形支撑框架Y方向中心平面上；所述温控平台(203)通过连接块固定设置在滑杆组件(201)的上部；所述带轮步进电机Ⅰ(204)设置在同步带轮组件(202)的末端；所述XZ轴导轨机构(3)包括Z轴导杆滑块(301)、带轮步进电机Ⅱ(302)、X轴导杆(303)、X轴同步带轮组件(304)、Z轴步进电机(305)、热熔丝进料口(306)以及金属液体进料口(307)，所述Z轴导杆滑块(301)设置在Z轴支架(103)上；所述带轮步进电机Ⅱ(302)设置在一侧Z轴导杆滑块(301)的外部，与Z轴导杆滑块(301)连接；所述X轴导杆(303)的两端分别与Z轴导杆滑块(301)连接；所述X轴同步带轮组件(304)包括同步带和同步轮，设置在两根X轴导杆(303)的中间与Z轴导杆滑块(301)；所述Z轴步进电机(305)设置在Y轴支架(102)与Z轴支架(103)的垂直相交处，且通过导线与中央控制系统(6)连接；所述热熔丝进料口(306)设置在X轴导杆(303)上并与X轴同步带轮组件(304)相互配合传动；所述金属液体进料口(307)并列设置在热熔丝进料口(306)的右侧，且与热熔丝进料口(306)同步运动；所述金属加热装置(4)包括金属加热箱(401)、压力泵(402)、导线(403)以及金属进料管(404)，所述金属加热箱(401)设置在X轴上支架(105)上部左侧；所述压力泵(402)设置在X轴上支架(105)上部右侧；所述导线(403)一端与金属加热箱(401)连接，另一端与压力泵(402)连接；所述金属进料管(404)设置在金属加热箱(401)的下部，与金属液体进料口(307)连接；所述热熔丝支架(5)包括支座(501)和滚丝筒(502)，所述支座(501)设置在X轴上支架(105)外侧，所述滚丝筒(502)设置在支座(501)上；所述中央控制系统(6)包括系统板、主板、电机驱动板、温度控制板、电源以及控制电路，分别与Y轴导轨机构(2)、XZ轴导轨机构(3)以及金属加热装置(4)连接。