CN1272142C - 基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置 - Google Patents
基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1272142C CN1272142C CN 03134394 CN03134394A CN1272142C CN 1272142 C CN1272142 C CN 1272142C CN 03134394 CN03134394 CN 03134394 CN 03134394 A CN03134394 A CN 03134394A CN 1272142 C CN1272142 C CN 1272142C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- frame
- metal
- welding torch
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Wire Processing (AREA)
Abstract
一种基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置，包括机架以及设置在机架的上、下端的数控回转机构和三维工作台，在数控回转机构上分别设置有用于输送金属丝材的送丝机构和与熔焊电源相连接的焊枪，所说的送丝机构和焊枪位于三维工作台与数据回转机构之间，在机架上还设置有铣头。本发明将金属丝材送入焊炬与基体之间产生的弧光区域内，使丝材熔化，成型件在三维工作台的控制下运动，使填充材料的熔滴逐点成线，逐线成面，逐面成体。一层形成后，由铣头进行本层层面及轮廓的加工，以保证单层层片的精度。
Description
一、技术领域
本发明属于制造技术领域，特别涉及一种基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置。
二、背景技术
快速成形(RP)是一种全新的制造技术，它采用材料累加成型原理，无需刀具、工装以及复杂的工艺准备，可快速的由三维CAD物理模型制作出具有一定功能的三维实体，真正实现了CAD/CAPP/CAM的集成，其突出的优点是不受零件复杂程度的限制，零件越复杂，其技术优势越明显。目前常用的快速成形方法有：光固化法(Stereolithography)、分层实体制造法(LOM)、熔融沉积法(FDM)、三维打印法(3D-Print)和选区激光烧结法(SLS)。前三种方法一般采用光敏树脂、纸和蜡作为成形材料，不能直接制作金属零件；而选区激光烧结法(SLS法)虽然能够制作金属零件，但是由于通过粘结剂或低熔点金属粉末将高熔点金属粉末粘结成形，再经过赔烧的工艺方法，所获得的零件组织致密性和机械性能都不理想；而采用大功率激光器直接烧结金属粉末材料成形的方法，虽然能够获得机械性能良好的零件，但是，昂贵的设备费用及运行费用使其难以在生产实际中推广应用。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低、且能够直接制作高性能组织致密的多种材料金属结构零件的基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置。
为了达到上述目的，本发明利用熔焊电源熔化金属基体和填充金属丝材，通过送丝机构将金属丝材送入焊炬与基体之间产生的弧光区域内，使丝材熔化，三维工作台在数控系统控制下运动，使填充材料的熔滴逐点成线，逐线成面，一层形成后，由铣头进行本层层面及轮廓的加工，一层完成后，进行下一层的焊接堆积；送丝机构输送的金属丝材的直径小于0.8mm；铣头采用2万转/分钟以上的高速铣头进行层面及轮廓的加工。
本发明的装置包括机架以及设置在机架的上、下端的数控回转机构和三维工作台，其特点是，在数控回转机构上分别设置有用于输送金属丝材的送丝机构和与熔焊电源相连接的焊枪，所说的送丝机构和焊枪位于三维工作台与数据回转机构之间，在机架上还设置有铣头。
本装置的另一特点是：熔焊电源为弧焊电源；在三维工作台与焊枪之间还设置有包埋焊区的介质材料；介质材料为液体介质和固体介质；液体介质为普通水、去离子水、乳化液；固体介质材料为耐高温的金属粉末以及陶瓷粉末。
由于本发明将金属丝材送入焊炬与基体之间产生的弧光区域内，使丝材熔化，成型件在三维工作台的控制下运动，使填充材料的熔滴逐点成线，逐线成面，逐面成体。一层形成后，由铣头进行本层层面及轮廓的加工，以保证单层层片的精度。
四、附图说明
图1是本发明装置的整体结构示意图。
五、具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括机架9。三维工作台通过一块立板固定在机架9的下端，立板可以调整垂直度，整个三维工作台5配以平衡重，以减轻工作台5升降运动时受重力的影响和对立板的弯曲作用。三维工作台5在数控系统控制下可进行X-Y轴的联动和Z轴的升降运动。X-Y轴的联动主要完成堆积过程中的单条线和层片的形成以及层片加工时相对高速铣头8的进给运动。Z轴运动主要完成层层的堆积和加工时Z向的进给运动。数控回转机构2安装在机架9的上端，并能作旋转运动。送丝机构6以及焊枪7均安装在数控回转机构2上，在焊接堆积时，当堆积路径为曲线时，数控回转机构2带动送丝机构6及焊枪7进行旋转，调整送丝的角度以保证送丝方向在堆积路径的切线方向。高速铣头8安装在机架9上，当一层焊接堆积完成后，三维工作台5的XY运动带动工件接近高速铣头8进行层片和轮廓的加工，加工完毕后，三维工作台5带动工件4
回复到焊接堆积位置，等待下一层的堆积。熔焊电源1放置在机架一侧，离子气、保护气通过气管与焊枪7相连接，通过电缆将电源电流传输给焊枪7。
本发明利用熔焊电源1熔化金属基体4和填充金属丝材，通过送丝机构6将不同材料的金属丝材送入焊枪7与基体之间产生的弧光区域内，使丝材熔化，三维工作台5在数控系统控制下，按照所要成形零件的几何特征运动，使填充的金属材料的熔滴逐点成线，逐线成面，一层形成后，由铣头8进行本层层面及轮廓的加工，以保证单层层面的精度。一层完成后，进行下一层的焊接堆积。为了保证焊接堆积过程中熔滴过渡的连续及稳定，将送丝机构6安装在数控回转机构2上，根据填充轨迹的方向调整送丝的角度，使送丝方向与填充轨迹的切向重合，以保证熔池的连续及稳定，保证单条线的宽度以及制件的堆积精度。在焊接堆积过程中，电弧的稳定对焊接质量具有直接的影响，在焊接过程中，采用介质材料3将已堆积部分包埋起来，一方面可以保证在焊区附近的电弧稳定，另一方面通过介质改变焊区的热场分布，从而减小焊接变形和焊后残余应力的产生。
本发明可用在机械、汽车、航天航空、仪器仪表等领域用来制造金属模具和具有功能梯度结构要求的金属零件。
Claims (4)
1、一种基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置，包括机架(9)以及设置在机架(9)的上、下端的数控回转机构(2)和三维工作台(5)，其特征在于：在数控回转机构(2)上分别设置有用于输送金属丝材的送丝机构(6)和与熔焊电源(1)相连接的焊枪(7)，所说的送丝机构(6)和焊枪(7)位于三维工作台(5)与数据回转机构(2)之间，在机架(9)上还设置有铣头(8)。
2、根据权利要求1所述的基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置，其特征在于：所说的熔焊电源(1)为弧焊电源。
3、根据权利要求1所述的基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置，其特征在于：所说的在三维工作台(5)与焊枪(7)之间还设置有包埋焊区的介质材料(3)。
4、根据权利要求3所述的基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置，其特征在于：所说的介质材料(3)为液体介质和固体介质；液体介质为普通水、去离子水、乳化液；固体介质材料为耐高温的金属粉末以及陶瓷粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 03134394 CN1272142C (zh) | 2003-07-11 | 2003-07-11 | 基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 03134394 CN1272142C (zh) | 2003-07-11 | 2003-07-11 | 基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1481972A CN1481972A (zh) | 2004-03-17 |
| CN1272142C true CN1272142C (zh) | 2006-08-30 |
Family
ID=34154468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 03134394 Expired - Fee Related CN1272142C (zh) | 2003-07-11 | 2003-07-11 | 基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1272142C (zh) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2429941B (en) * | 2005-09-08 | 2011-05-11 | Welding Alloys Ltd | Manufacture of hardfaced rollers and plates |
| CN101817121B (zh) * | 2010-04-15 | 2012-03-28 | 华中科技大学 | 零件与模具的熔积成形复合制造方法及其辅助装置 |
| CN102896173B (zh) * | 2012-09-18 | 2014-08-27 | 华中科技大学 | 一种用于增材制造的变胞成形装置 |
| CN105312570B (zh) * | 2014-06-05 | 2017-09-26 | 华中科技大学 | 一种用于零件或模具的增量制造方法 |
| CN104148776B (zh) * | 2014-08-12 | 2018-08-24 | 新疆大学 | 基于金属粉末支撑的堆焊成型金属零件的方法 |
| CN104259352B (zh) * | 2014-08-12 | 2017-01-25 | 华南理工大学 | 一种以丝材为原材料快速制造原型的方法及其快速成型机 |
| CN104526171B (zh) * | 2014-11-04 | 2016-10-12 | 南方增材科技有限公司 | 金属构件电熔成形方法 |
| CN104668564A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-06-03 | 周红 | 一种3d打印设备及用金属丝为原材料的3d打印成形方法 |
| CN104999080B (zh) * | 2015-08-03 | 2017-10-24 | 北京理工大学 | 一种用于精密微细复杂结构件的复合增材制造方法 |
| CN105436664B (zh) * | 2015-10-27 | 2017-11-28 | 深圳市瑞凌实业股份有限公司 | 大型辊轴磨损后的二堆焊自动控制方法 |
| CN205129373U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-04-06 | 东莞市亚美精密机械配件有限公司 | 基于互联网信号传递的等离子熔融及多轴铣削加工复合3d打印设备 |
| CN105772719B (zh) * | 2016-01-06 | 2018-06-29 | 江苏烁石焊接科技有限公司 | 一种丝-粉-气-电弧同轴的3d打印方法 |
| CN106064273B (zh) * | 2016-06-08 | 2018-07-31 | 西安智熔金属打印系统有限公司 | 电子束复合增材制造方法 |
| CN106141373A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-11-23 | 南京航空航天大学 | 铝合金结构件的电弧3d打印设备及打印方法 |
| US10193424B2 (en) | 2016-09-28 | 2019-01-29 | Siemens Energy, Inc. | Method and system for welding rotor coils |
| CN107377972A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-24 | 洛阳理工学院 | 一种以金属丝为原料的3d打印机 |
| CN107617856A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-01-23 | 扬州大学 | 一种金属熔覆与边界切削修整复合增材制造方法 |
| CN110370638B (zh) * | 2019-07-29 | 2021-03-09 | 温州乐发教育科技有限公司 | 一种增材制造用变胞成形装置 |
| CN110695478B (zh) * | 2019-09-24 | 2022-07-19 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种送丝吹气装置 |
-
2003
- 2003-07-11 CN CN 03134394 patent/CN1272142C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1481972A (zh) | 2004-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1272142C (zh) | 基于焊接堆积的多金属直接快速成型装置 | |
| CN104801712B (zh) | 一种激光与微束等离子复合3d打印设备与方法 | |
| CN103878370B (zh) | 一种金属3d打印机生产设备 | |
| CN101885063B (zh) | 激光熔覆成型设备及一种金属零件的激光熔覆成型方法 | |
| CN204584274U (zh) | 一种激光与微束等离子复合3d打印设备 | |
| CN111215752A (zh) | 一种多模式丝粉混合激光增材制造系统与方法 | |
| CN105817625A (zh) | 一种熔融涂覆增减材复合成形装置 | |
| CN103752825B (zh) | 利用金属熔融沉积成形薄壁结构件的装置及方法 | |
| CN110814350B (zh) | 一种铝合金超声辅助3d打印装置及其打印方法 | |
| CN108723549A (zh) | 一种电弧增材制造方法 | |
| CN107009150B (zh) | 一种等离子和多轴数控机床增减材复合3d打印设备与方法 | |
| CN109906127B (zh) | 三维造形物的制造装置与三维造形物的制造方法 | |
| CN107253004A (zh) | 一种金属结构件熔丝增材装置及其熔丝制造工艺 | |
| CN109676086B (zh) | 一种大型多曲面高精度铸造砂型的高效增材成形设备及方法 | |
| CN106676597A (zh) | 3d打印增材制造精加工设备及其加工方法 | |
| CN203470904U (zh) | 一种具有高表面精度的三维打印机 | |
| CN106624826A (zh) | 一种微束等离子3d打印与铣削复合加工设备与方法 | |
| JP2008184623A (ja) | 三次元形状造形物の製造方法及び材料 | |
| CN203695959U (zh) | 一种选区激光烧结成型3d打印设备 | |
| CN105665702A (zh) | 一种模具等离子3d打印设备及3d打印方法 | |
| CN1476956A (zh) | 一种快速制造方法及其装置 | |
| CN207026966U (zh) | 一种大型复杂金属结构件增减材制造装置 | |
| CN204431747U (zh) | 一种双电机送丝3d打印机 | |
| CN105922569B (zh) | 一种等离子熔覆制造快速成型设备及成型方法 | |
| CN206635430U (zh) | 3d打印增材制造精加工设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20060830 Termination date: 20140711 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |