一種集成有后續(xù)加工功能的3d打印設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備，包括3D打印機(jī)本體和后處理設(shè)備，所述3D打印機(jī)本體用來(lái)完成工件的打印成型制作，所述后處理設(shè)備包括加工中心及用來(lái)將工件從3D打印機(jī)本體內(nèi)轉(zhuǎn)移至加工中心的工件轉(zhuǎn)移組件，所述加工中心內(nèi)包括移動(dòng)平臺(tái)和加工刀具總成。本發(fā)明具有自動(dòng)化程度高、可降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到3D打印【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)是一種新興的快速成型技術(shù)，其核心是將所需要成型工件的復(fù)雜3D形體通過(guò)數(shù)字化切片處理轉(zhuǎn)為簡(jiǎn)單的2D截面的組合，因此不必要采用傳統(tǒng)的加工機(jī)床和工模具，只需依據(jù)工件的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型，在計(jì)算機(jī)控制的快速成型機(jī)上，沿著高度方向逐層沉積材料，通過(guò)激光燒結(jié)、黏結(jié)、光刻等成型方法使金屬、陶瓷粉末、塑料粉末、感光樹(shù)脂或者細(xì)胞組織等特殊材料成型工件的一系列2D截面薄片層，最終堆積成三維工件。
[0003]由于3D打印設(shè)備能快速、直接、精確地能將計(jì)算機(jī)中的三維設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化成實(shí)物，大大縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研發(fā)周期，提高了效率，降低了生產(chǎn)成本，因此近年來(lái)得到了快速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)在模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、航空航天、雕塑、珠寶首飾、醫(yī)療、建筑等領(lǐng)域得到了很大應(yīng)用。
[0004]但是由于打印材料和原理的限制，真正打印出一個(gè)工件，特別是一個(gè)復(fù)雜的工件，需要大量的工程、結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，需要精細(xì)的設(shè)計(jì)技巧，并根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整和結(jié)構(gòu)支撐。用塑料熔融打印來(lái)舉例，如果在一個(gè)復(fù)雜部件內(nèi)部沒(méi)有設(shè)計(jì)合理的支撐，打印的結(jié)果很可能是會(huì)變形的。后期的工序也通常避免不了，所以工件成型后往往還需要進(jìn)行后處理工藝，如:吹粉、打磨、切割、拋光等等，這些過(guò)程通常需要大量的手工工作，進(jìn)而造成了人工成本和時(shí)間的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種自動(dòng)化程度高、可降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率的集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備，包括3D打印機(jī)本體和后處理設(shè)備，所述3D打印機(jī)本體用來(lái)完成工件的打印成型制作，所述后處理設(shè)備包括加工中心及用來(lái)將工件從3D打印機(jī)本體內(nèi)轉(zhuǎn)移至加工中心的工件轉(zhuǎn)移組件，所述加工中心內(nèi)包括移動(dòng)平臺(tái)和加工刀具總成。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述工件轉(zhuǎn)移組件采用機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)，通過(guò)機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)中的移動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)機(jī)械手往返運(yùn)動(dòng)于3D打印機(jī)本體與加工中心之間。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述加工中心內(nèi)的移動(dòng)平臺(tái)為能使工件沿三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的三向移動(dòng)平臺(tái)。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述加工中心內(nèi)設(shè)置多組掃描設(shè)備，用于將成型后的工件快速掃描成為三維數(shù)字文件。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述3D打印機(jī)本體和后處理設(shè)備分處于各自獨(dú)立的腔體內(nèi)，在兩個(gè)腔體之間設(shè)置一可控的開(kāi)合門(mén)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明的集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備，自動(dòng)化程度高，3D打印機(jī)完成工件的成型打印后，通過(guò)機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)抓取成型工件放入后處理腔體內(nèi)，關(guān)閉腔體開(kāi)合門(mén)，而后通過(guò)掃描儀掃描成型工件把得到的數(shù)據(jù)文件和原文件比對(duì)，把需要精簡(jiǎn)后處理的位置和圖樣輸入小型加工中心進(jìn)行精細(xì)化加工。最后得到高精度的3D打印文件。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，不僅節(jié)約了工作時(shí)間，提高了工作效率，而且使最后得到的成型工件精度更高。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的組成框架原理示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中的組成框架原理示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0015]圖例說(shuō)明:
101、3D打印機(jī)本體；102、后處理設(shè)備；103、打印機(jī)械組件；104、打印控制組件；105、控制電路;106、打印頭;107、機(jī)械手臂機(jī)構(gòu);108、加工中心;109、移動(dòng)平臺(tái);110、加工刀具總成；111、掃描設(shè)備；113、開(kāi)合門(mén)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的一種集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備，包括3D打印機(jī)本體101和后處理設(shè)備102，3D打印機(jī)本體101用來(lái)完成工件的打印成型制作，后處理設(shè)備102包括加工中心108及用來(lái)將工件從3D打印機(jī)本體101內(nèi)轉(zhuǎn)移至加工中心108的工件轉(zhuǎn)移組件，加工中心108內(nèi)包括移動(dòng)平臺(tái)109和加工刀具總成110，工件轉(zhuǎn)移組件將工件從3D打印機(jī)本體101內(nèi)移出后放置于移動(dòng)平臺(tái)109上，通過(guò)加工刀具總成110來(lái)直接完成后續(xù)的加工處理工藝，加工刀具總成110配置有各種刀鋸，可以根據(jù)需加工的位置和精細(xì)程度更換不同的刀鋸，以達(dá)到最佳的處理效果。采用本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了打印成型和后處理的一條龍服務(wù)，節(jié)約了人工和時(shí)間成本，提高了工作效率，提高了成型工件的精度。。
[0018]本實(shí)施例中，工件轉(zhuǎn)移組件采用機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)107，利用機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)107中的移動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)，令機(jī)械手可以往返運(yùn)動(dòng)于3D打印機(jī)本體101與加工中心108之間，并實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的抓取和松放。機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)107可以根據(jù)實(shí)際需要采用自動(dòng)或人工的方式來(lái)操作，例如可以通過(guò)操作桿由外部人員控制，靈活的操作拿取各種形狀的工件，并且在后續(xù)加工過(guò)程中可以抓取各種工具配合加工中心108完成相應(yīng)的動(dòng)作。
[0019]本實(shí)施例中，加工中心108內(nèi)的移動(dòng)平臺(tái)109采用可實(shí)現(xiàn)工件沿三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的三向移動(dòng)平臺(tái)，即令工件可沿X\Y\Z軸移動(dòng)，大大提高了工件加工的能力。進(jìn)一步，在加工中心108內(nèi)設(shè)置多組掃描設(shè)備111，實(shí)時(shí)監(jiān)控工件的位置、加工狀態(tài)等，進(jìn)而保證最佳的加工效果。掃描設(shè)備111可以采用結(jié)構(gòu)光式掃描，把成型后的工件快速掃描成為三維數(shù)字文件。
[0020]根據(jù)實(shí)際需要，加工中心108可以小型的加工中心，具有數(shù)字控制系統(tǒng)，輸入數(shù)字信息通過(guò)機(jī)械手臂抓取刀鋸及后處理工具，配合移動(dòng)平臺(tái)可以完成銑、鏜、鉆、打磨等功能動(dòng)作。
[0021]本發(fā)明中，3D打印機(jī)本體101為常規(guī)的3D打印設(shè)備，即一般包括了打印機(jī)械組件103、打印控制組件104、控制電路105和打印頭106等等，其結(jié)構(gòu)組成及工作原理均為已知，在此就不再贅述。
[0022]本實(shí)施例中，3D打印機(jī)本體101和后處理設(shè)備102分處于各自獨(dú)立的腔體內(nèi)，在兩個(gè)腔體之間設(shè)置一可控的開(kāi)合門(mén)113，在進(jìn)行3D打印成型作業(yè)時(shí)，開(kāi)合門(mén)113起到隔離、封閉的效果，以保證打印的質(zhì)量，也能保證腔內(nèi)溫度不流失，以至于不降低工作效率。只有在工件完成打印作業(yè)后需要移至后處理設(shè)備102時(shí)，才將開(kāi)合門(mén)113打開(kāi)。
[0023]工作時(shí)，通過(guò)自動(dòng)的開(kāi)合門(mén)113的隔斷使3D打印機(jī)本體101和后處理設(shè)備102互不干涉。3D打印機(jī)本體101先把打印工件成型后，自動(dòng)開(kāi)合門(mén)113打開(kāi)，通過(guò)外部操作桿控制機(jī)械手臂迅速抓取成型物品，而后放入后處理設(shè)備102當(dāng)中。合上開(kāi)合門(mén)113，先進(jìn)行簡(jiǎn)單的預(yù)處理如吹粉等，而后通過(guò)掃描設(shè)備111進(jìn)行工件的掃描，把掃描完成的文件和原打印文件進(jìn)行比對(duì)，找出需要后處理的地方及形態(tài)，而后把信息傳輸給加工中心108，加工中心108通過(guò)需要處理的位置和形態(tài)選置相應(yīng)的刀鋸進(jìn)行精細(xì)的后處理工藝，處理完成后即得到最終的成品。
[0024]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備，其特征在于，包括3D打印機(jī)本體(101)和后處理設(shè)備(102)，所述3D打印機(jī)本體(101)用來(lái)完成工件的打印成型制作，所述后處理設(shè)備(102)包括加工中心(108)及用來(lái)將工件從3D打印機(jī)本體(101)內(nèi)轉(zhuǎn)移至加工中心(108)的工件轉(zhuǎn)移組件，所述加工中心(108)內(nèi)包括移動(dòng)平臺(tái)(109)和加工刀具總成(110)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備，其特征在于，所述工件轉(zhuǎn)移組件采用機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)(107)，通過(guò)機(jī)械手臂機(jī)構(gòu)(107)中的移動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)機(jī)械手往返運(yùn)動(dòng)于3D打印機(jī)本體(101)與加工中心(108)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備，其特征在于，所述加工中心(108)內(nèi)的移動(dòng)平臺(tái)(109)為能使工件沿三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的三向移動(dòng)平臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備，其特征在于，所述加工中心(108)內(nèi)設(shè)置多組掃描設(shè)備(111)，用于將成型后的工件快速掃描成為三維數(shù)字文件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的集成有后續(xù)加工功能的3D打印設(shè)備，其特征在于，所述3D打印機(jī)本體(101)和后處理設(shè)備(102)分處于各自獨(dú)立的腔體內(nèi)，在兩個(gè)腔體之間設(shè)置一可控的開(kāi)合 (113)。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK104015356SQ201410233517
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】劉原綱, 彭孜, 肖珂 申請(qǐng)人:北京中科博益科技有限公司