一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備及快速成型方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備及快速成型方法，該設(shè)備由監(jiān)控系統(tǒng)、等離子束流加工系統(tǒng)和多個(gè)打印平臺(tái)組成；打印平臺(tái)包括水平打印臺(tái)、打印臺(tái)位置調(diào)整裝置和電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)；等離子束流加工系統(tǒng)由等離子體發(fā)生器、打印距離調(diào)節(jié)裝置、供氣裝置和送絲裝置組成；監(jiān)控系統(tǒng)包括行走控制器、多個(gè)行走位置檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元、距離檢測(cè)單元和打印距離調(diào)節(jié)控制器；該方法包括步驟：一、待成型工件三維立體模型獲取及分層切片處理；二、掃描路徑填充；三、打印路徑獲取；四、由下至上逐層打印。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)便且成型效率高、使用效果好，無(wú)需密閉成型室，并且不需要保護(hù)氣氛或真空環(huán)境，工件成型過(guò)程直接在大氣環(huán)境下進(jìn)行。
【專利說(shuō)明】
一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備及快速成型方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于快速成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備及快速成型方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外金屬零件快速成型技術(shù)主要是選區(qū)激光熔化快速成型技術(shù)(Selective laser melting，SLM)。如專利號(hào)為 US7047098 的美國(guó)專利 “PROCESS ANDDEVICE FOR PRODUCING A SHAPED BODY BY SELECTIVE LASER MELTING”詳細(xì)描述了一種利用三維數(shù)字模型制造致密零件的選區(qū)激光熔化成形方法及其設(shè)備。公開(kāi)號(hào)為CN1603031A的中國(guó)發(fā)明專利“一種金屬零件選區(qū)激光熔化快速成型方法及其裝置”公開(kāi)了一種金屬零件選區(qū)激光熔化快速成型方法及其裝置，該裝置包括半導(dǎo)體栗浦YAG激光器或光纖激光器、光束聚焦系統(tǒng)、成型件缸和粉末缸，半導(dǎo)體栗浦YAG激光器或光纖激光器與光束聚焦系統(tǒng)相連接，并聚焦掃描于成型件缸，成型件缸通過(guò)鋪粉滾筒與粉末缸相連接，鋪粉滾筒連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與計(jì)算機(jī)相連接。
[0003]為了制備更大尺寸或同時(shí)制備多個(gè)零件，采取了激光器陣列與光學(xué)系統(tǒng)陣列方案或移動(dòng)振鏡方案。公開(kāi)號(hào)為CN 102266942A的中國(guó)發(fā)明專利“直接制造大型零件的選區(qū)激光熔化快速成型設(shè)備”公開(kāi)了一種直接制造大型致密零件的選區(qū)激光熔化快速成型設(shè)備。該設(shè)備主要包括激光器陣列、光學(xué)系統(tǒng)陣列、成型缸、成型缸立體式分段加熱保溫結(jié)構(gòu)、成型缸重量平衡系統(tǒng)、基板調(diào)平裝置、雙回收缸、雙貯粉箱、雙定量送粉和落粉裝置、鋪粉裝置、保護(hù)氣氛罩、氣體凈化系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。所采取的光學(xué)系統(tǒng)由多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)單元、機(jī)械移動(dòng)平臺(tái)構(gòu)建，可以任意擴(kuò)展或縮減光學(xué)系統(tǒng)的覆蓋范圍。公開(kāi)號(hào)為CN103071795A的中國(guó)發(fā)明專利“移動(dòng)振鏡選擇性激光熔化SLM成形設(shè)備”公開(kāi)了一種移動(dòng)振鏡選擇性激光熔化SLM成形設(shè)備。該設(shè)備包括通過(guò)通信線路同帶有橫向?qū)к壗M的X軸直線電機(jī)和縱向?qū)к壗M的Y軸直線電機(jī)相連接的數(shù)控系統(tǒng)，X軸直線電機(jī)和Y軸直線電機(jī)構(gòu)成了掃描驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，該掃描驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)同激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡組驅(qū)動(dòng)連接，激光擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡組底部卡入振鏡單元，在振鏡單元下方設(shè)置有成形工作組件，在成形工作組件和振鏡單元之間設(shè)置有惰性氣體氣簾。
[0004]選區(qū)激光熔化快速成型設(shè)備的基本工作原理是:先在計(jì)算機(jī)上利用Pro/e、UG、CATIA等三維造型軟件設(shè)計(jì)出零件的三維實(shí)體模型(即三維立體模型)，然后通過(guò)切片軟件對(duì)該三維模型進(jìn)行分層切片，得到各截面的輪廓數(shù)據(jù)，由輪廓數(shù)據(jù)生成填充掃描路徑，在工作缸內(nèi)平鋪一定厚度的粉末，依照計(jì)算機(jī)的控制，激光束通過(guò)振鏡掃描的方式按照三維零部件圖形的切片處理結(jié)果選擇性地熔化預(yù)置粉末層；隨后，工作缸下降一定距離并再次鋪粉，激光束在振鏡的帶動(dòng)下再次按照零部件的三維圖形完成零部件下一層的制造；如此重復(fù)鋪粉、掃描和工作缸下降等工序，從而實(shí)現(xiàn)三維零部件的制造。
[0005]現(xiàn)如今，選區(qū)激光熔化快速成型技術(shù)主要存在以下三方面問(wèn)題:
[0006]第一、選區(qū)激光熔化快速成型技術(shù)需要保護(hù)氣氛或真空環(huán)境，以避免成型過(guò)程中金屬零件的氧化。這使選區(qū)激光熔化快速成型設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成型零件尺寸受到限制，能量源激光器系統(tǒng)價(jià)格高，成型設(shè)備價(jià)格昂貴。
[0007]第二、選區(qū)激光熔化快速成型技術(shù)需要鋪粉的成型缸系統(tǒng)。這使選區(qū)激光熔化快速成型設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不但成型零件尺寸受到限制，而且成型效率較低。
[0008]第三、為了保障零件力學(xué)性能，選區(qū)激光熔化快速成型技術(shù)需要流動(dòng)性好的球形金屬粉末。這使選區(qū)激光熔化快速成型設(shè)備運(yùn)行成本很高。
[0009]另外，公開(kāi)號(hào)為CN101885063A的中國(guó)發(fā)明專利“激光熔覆成型設(shè)備及一種金屬零件的激光熔覆成型方法”公開(kāi)了一種激光熔覆絲材的快速成型方法及其設(shè)備，該設(shè)備主要包括三維運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)、激光器裝置、送絲裝置和控制系統(tǒng)。其中，送絲裝置包括夾送輥輪對(duì)，夾送輥輪對(duì)的主動(dòng)輪與步進(jìn)電機(jī)連接，通過(guò)一個(gè)三維調(diào)節(jié)器控制送絲方向。控制系統(tǒng)包括多軸運(yùn)動(dòng)控制卡，多軸運(yùn)動(dòng)控制卡分別與步進(jìn)電機(jī)、工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和激光裝置連接。成型方法包括建模、指令轉(zhuǎn)換、薄片成型和沉積成型等步驟，通過(guò)激光熔融金屬絲，形成熔滴，熔滴在工作臺(tái)上堆積冷卻，并隨工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)形成薄片，各個(gè)薄片依次一層層沉積而形成三維金屬零件。
[0010]但是，上述激光熔覆成型設(shè)備及方法主要存在以下三方面問(wèn)題:
[0011]第一、激光不能保護(hù)熔滴，需要在送絲嘴處通保護(hù)氣體，保護(hù)氣體容易冷卻熔滴，對(duì)熔滴凝固及分層成型產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致三維金屬零件力學(xué)性能較低。
[0012]第二、激光功率低且金屬絲的直徑大，難以實(shí)現(xiàn)陶瓷及其復(fù)合材料零件的快速成型。
[0013]第三、由于表面張力原因，熔滴冷卻凝固成型時(shí)產(chǎn)生圓形收縮，導(dǎo)致零件表面不光滑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且使用操作簡(jiǎn)便、成型效率高、使用效果好，能同步完成多個(gè)工件打印過(guò)程，無(wú)需密閉成型室，并且不需要保護(hù)氣氛或真空環(huán)境，工件成型過(guò)程直接在大氣環(huán)境下進(jìn)行。
[0015]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征在于:由監(jiān)控系統(tǒng)、等離子束流加工系統(tǒng)和多個(gè)分別供多個(gè)待成型工件打印的打印平臺(tái)組成，多個(gè)所述打印平臺(tái)的結(jié)構(gòu)均相同；每個(gè)所述打印平臺(tái)均包括供待成型工件放置的水平打印臺(tái)、對(duì)水平打印臺(tái)的位置進(jìn)行調(diào)整的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置和安裝在所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置底部的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，所述水平打印臺(tái)安裝于所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置上；多個(gè)所述打印平臺(tái)的水平打印臺(tái)均位于同一水平面上；多個(gè)所述打印平臺(tái)均位于所述等離子束流加工系統(tǒng)下方，且多個(gè)所述打印平臺(tái)中位于所述等離子束流加工系統(tǒng)正下方的打印平臺(tái)為待控制平臺(tái)；
[0016]所述等離子束流加工系統(tǒng)由安裝有噴頭且用于產(chǎn)生等離子束的等離子體發(fā)生器、對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)的打印距離調(diào)節(jié)裝置、為所述等離子體發(fā)生器提供工作氣體的供氣裝置和用于連續(xù)送出被加工絲材的送絲裝置組成；所述等離子體發(fā)生器位于水平打印臺(tái)上方且其安裝在所述打印距離調(diào)節(jié)裝置上，所述送絲裝置位于水平打印臺(tái)上方且其位于所述等離子體發(fā)生器一側(cè)；所述供氣裝置通過(guò)供氣管與所述等離子體發(fā)生器上所開(kāi)的進(jìn)氣口連接；所述被加工絲材的外端為熔化端，所述熔化端位于所述噴頭的出口下方且其位于所述等離子束的中心軸線上；
[0017]所述監(jiān)控系統(tǒng)包括對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行控制的行走控制器、多個(gè)分別對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的行走位置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的行走位置檢測(cè)單元、對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置分別進(jìn)行控制的位置調(diào)整控制器、對(duì)所述待控制平臺(tái)上的待成型工件上表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的溫度檢測(cè)單元、對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的距離檢測(cè)單元和對(duì)所述打印距離調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行控制的打印距離調(diào)節(jié)控制器，多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)和多個(gè)所述行走位置檢測(cè)單元均與行走控制器連接，多個(gè)所述打印平臺(tái)的所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置均與位置調(diào)整控制器連接，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器與所述打印距離調(diào)節(jié)裝置連接，所述溫度檢測(cè)單元和距離檢測(cè)單元均與打印距離調(diào)節(jié)控制器連接；所述溫度檢測(cè)單元與打印距離調(diào)節(jié)控制器組成溫度調(diào)控裝置。
[0018]上述一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征是:所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括對(duì)所述等離子體發(fā)生器進(jìn)行控制的等離子發(fā)生控制器、對(duì)供氣管的氣體流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的氣體流量檢測(cè)單元和對(duì)供氣管上安裝的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制的氣體流量控制器，所述等離子發(fā)生控制器與所述等離子體發(fā)生器連接，所述氣體流量檢測(cè)單元與氣體流量控制器連接。
[0019]上述一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征是:所述等離子體發(fā)生器包括等離子槍，所述噴頭為等離子槍前端的陽(yáng)極噴嘴；所述等離子槍包括開(kāi)有所述進(jìn)氣口的槍體、位于槍體正前方的陽(yáng)極噴嘴和插裝于槍體內(nèi)的陰極，所述陽(yáng)極噴嘴位于陰極前側(cè)，所述放電室位于陰極前側(cè)且其位于陽(yáng)極噴嘴的后部?jī)?nèi)側(cè)，所述陽(yáng)極噴嘴的前部?jī)?nèi)側(cè)為噴口 ；所述陽(yáng)極噴嘴、陰極和放電室均與槍體呈同軸布設(shè)；所述進(jìn)氣口位于槍體后側(cè)，所述噴口與槍體呈同軸布設(shè)或與槍體中心軸線之間的夾角為30°?45°。
[0020]上述一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征是:還包括一個(gè)供多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)行走的行走軌道，多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)均位于所述行走軌道上，所述電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)為帶動(dòng)所述打印平臺(tái)沿所述行走軌道進(jìn)行前后移動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)；多個(gè)所述打印平臺(tái)的水平打印臺(tái)沿所述行走軌道的長(zhǎng)度方向由前至后進(jìn)行布設(shè)；
[0021]所述送絲裝置包括上部纏繞有被加工絲材的絲盤、對(duì)被加工絲材進(jìn)行輸送的送絲機(jī)構(gòu)和對(duì)所述送絲機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述送絲機(jī)構(gòu)位于絲盤內(nèi)側(cè)且與所述送絲機(jī)構(gòu)連接；所述絲盤同軸安裝在轉(zhuǎn)軸上且能繞所述轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0022]上述一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征是:所述送絲裝置還包括對(duì)被加工絲材的送絲方向進(jìn)行調(diào)節(jié)的三維調(diào)節(jié)支架，所述送絲機(jī)構(gòu)安裝在三維調(diào)節(jié)支架上；所述送絲機(jī)構(gòu)為送絲滾輪，所述送絲滾輪包括主動(dòng)滾輪組和從動(dòng)滾輪組，所述主動(dòng)滾輪組包括兩個(gè)均由送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的主動(dòng)滾輪，所述從動(dòng)滾輪組包括兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反且分別位于被加工絲材兩側(cè)的從動(dòng)滾輪，所述主動(dòng)滾輪組位于所述從動(dòng)滾輪組一側(cè)，兩個(gè)所述主動(dòng)滾輪分別位于被加工絲材兩側(cè)；
[0023]所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括對(duì)被加工絲材的送絲速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的速度檢測(cè)單元和對(duì)送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的送絲速度控制器，所述速度檢測(cè)單元與送絲速度控制器連接。
[0024]上述一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征是:多個(gè)所述打印平臺(tái)的所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置為三軸數(shù)控機(jī)床；
[0025]所述等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的等離子束的中心軸線與豎直面之間的夾角不大于45° ;所述打印距離調(diào)節(jié)裝置為沿所述等離子束的中心軸線對(duì)所述噴頭進(jìn)行上下調(diào)整的上下調(diào)整裝置，所述距離檢測(cè)單元為對(duì)沿所述等離子束的中心軸線從所述噴頭的出口到水平打印臺(tái)之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的距離檢測(cè)裝置。
[0026]同時(shí)，本發(fā)明還公開(kāi)一種方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好的等離子熔鑄快速成型方法，其特征在于:該方法包括以下步驟:
[0027]步驟一、待成型工件三維立體模型獲取及分層切片處理:對(duì)多個(gè)所述待成型工件分別進(jìn)行三維立體模型獲取及分層切片處理；
[0028]其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件進(jìn)行三維立體模型獲取及分層切片處理時(shí)，均采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且調(diào)用圖像處理模塊獲取該待成型工件的三維立體模型，再調(diào)用分層切片模塊對(duì)該待成型工件的三維立體模型進(jìn)行分層切片，并獲得該待成型工件的多個(gè)分層截面圖像；多個(gè)所述分層截面圖像為對(duì)該待成型工件的三維立體模型進(jìn)行分層切片后獲得多個(gè)分層截面的圖像，多個(gè)所述分層截面由下至上均勻布設(shè)；
[0029]多個(gè)待成型工件的高度均相同；對(duì)多個(gè)所述待成型工件的三維立體模型進(jìn)行分層切片時(shí)，分層厚度均相同且所獲得分層截面圖像的數(shù)量均相同；
[0030]步驟二、掃描路徑填充:對(duì)步驟一中多個(gè)所述待成型工件分別進(jìn)行掃描路徑填充處理；
[0031]其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件進(jìn)行掃描路徑填充處理時(shí)，均采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備且調(diào)用所述圖像處理模塊，對(duì)步驟一中獲得的該待成型工件的多個(gè)所述分層截面圖像分別進(jìn)行處理，并完成多個(gè)所述分層截面的掃描路徑填充過(guò)程，獲得多個(gè)所述分層截面的掃描路徑；
[0032]步驟三、打印路徑獲取及下傳:采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備分別獲取步驟一中多個(gè)所述待成型工件的打印路徑；
[0033]其中，獲取任一個(gè)所述待成型工件的打印路徑時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備均根據(jù)步驟二中獲得的該待成型工件的多個(gè)所述分層截面的掃描路徑，獲得該待成型工件的多個(gè)所述分層截面的打印路徑，且每個(gè)所述分層截面的打印路徑均與該分層截面的掃描路徑相同；
[0034]步驟四、由下至上逐層打印:對(duì)多個(gè)所述待成型工件同步進(jìn)行由下至上逐層打印；
[0035]其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件進(jìn)行由下至上逐層打印時(shí)，均根據(jù)步驟三中獲得的該待成型工件的多個(gè)所述分層截面的打印路徑由下至上逐層進(jìn)行打印，獲得由多個(gè)成型層由下至上堆疊而成的工件成品；多個(gè)所述成型層中位于最底部的成型層為底層；所述成型層的數(shù)量與步驟一中該待成型工件的所述分層截面的數(shù)量相同，多個(gè)所述成型層的布設(shè)位置分別與多個(gè)所述分層截面的布設(shè)位置一一對(duì)應(yīng)且其層厚均相同，所述成型層的層厚與相鄰兩個(gè)所述分層截面之間的距離相同，步驟三中該待成型工件的多個(gè)所述分層截面的打印路徑分別為多個(gè)所述成型層的打印路徑；
[0036]對(duì)多個(gè)所述待成型工件同步進(jìn)行由下至上逐層打印時(shí)，過(guò)程如下:
[0037]步驟401、底層打印:對(duì)多個(gè)所述待成型工件的底層分別進(jìn)行打印，且多個(gè)所述待成型工件的底層打印方法均相同；待多個(gè)所述待成型工件的底層均打印完成后，進(jìn)入步驟402 ；
[0038]其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件的底層進(jìn)行打印時(shí)，均包括以下步驟:
[0039]步驟4011、行走移位:通過(guò)行走控制器對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行控制，將供該待成型工件打印的所述打印平臺(tái)移至所述等離子束流加工系統(tǒng)的正下方；此時(shí)，位于所述等離子束流加工系統(tǒng)正下方的所述打印平臺(tái)為待控制平臺(tái)；
[0040]步驟4012、打印:所述位置調(diào)整控制器根據(jù)步驟三中所獲取的該待成型工件的當(dāng)前所打印成型層的打印路徑，對(duì)所述待控制平臺(tái)的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置進(jìn)行控制并帶動(dòng)水平打印臺(tái)在水平面上進(jìn)行移動(dòng)；所述水平打印臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中，所述等離子束流加工系統(tǒng)將內(nèi)帶熔融液流的等離子束流連續(xù)噴至水平打印臺(tái)上；待熔融液流均凝固后，完成當(dāng)前所打印成型層的打印過(guò)程；
[0041]步驟402、上一層打印:對(duì)多個(gè)所述待成型工件的上一個(gè)成型層分別進(jìn)行打印，且多個(gè)所述待成型工件的上一個(gè)成型層的打印方法均相同；
[0042]其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件的上一個(gè)成型層進(jìn)行打印時(shí)，均包括以下步驟:
[0043]步驟4021、行走移位及水平打印臺(tái)下移:先通過(guò)行走控制器對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)分別進(jìn)行控制，將供該待成型工件打印的所述打印平臺(tái)移至所述等離子束流加工系統(tǒng)的正下方；此時(shí)，位于所述等離子束流加工系統(tǒng)正下方的所述打印平臺(tái)為待控制平臺(tái)；之后，所述位置調(diào)整控制器通過(guò)控制所述待控制平臺(tái)的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置，帶動(dòng)水平打印臺(tái)在豎直方向上進(jìn)行一次向下移動(dòng)且向下移動(dòng)高度與所述成型層的層厚相同；
[0044]步驟4022、打印及同步溫控:所述位置調(diào)整控制器根據(jù)步驟三中所獲取的該待成型工件的當(dāng)前所打印成型層的打印路徑，對(duì)所述待控制平臺(tái)的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置進(jìn)行控制并帶動(dòng)水平打印臺(tái)在水平面上進(jìn)行移動(dòng)；所述水平打印臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中，所述等離子束流加工系統(tǒng)將內(nèi)帶熔融液流的等離子束流連續(xù)噴至當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面上；待熔融液流均凝固后，完成當(dāng)前所打印成型層的打印過(guò)程；
[0045]本步驟中，所述水平打印臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)溫度檢測(cè)單元對(duì)當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)溫度信息同步傳送至打印距離調(diào)節(jié)控制器，同時(shí)通過(guò)距離檢測(cè)單元對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)的距離信息同步傳送至打印距離調(diào)節(jié)控制器；所述打印距離調(diào)節(jié)控制器根據(jù)溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)的溫度信息且通過(guò)控制所述打印距離調(diào)節(jié)裝置對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，使當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面溫度不高于該待成型工件的材質(zhì)熔點(diǎn)的0.6倍；
[0046]步驟4012和步驟4022中所述水平打印臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中，所述送絲裝置將被加工絲材連續(xù)送出，同時(shí)通過(guò)所述等離子束流加工系統(tǒng)產(chǎn)生的等離子束對(duì)被加工絲材的熔化端進(jìn)行熔化，并使得所述熔化端熔化形成的熔融液滴連續(xù)并形成液流；所述液流分布于所述等離子束內(nèi)，形成內(nèi)帶熔融液流的等離子束流；
[0047]步驟403、多次重復(fù)步驟402，直至完成多個(gè)所述待成型工件的所有成型層的打印過(guò)程，獲得打印完成的多個(gè)所述待成型工件的工件成品。
[0048]上述方法，其特征是:步驟四中由下至上逐層打印之前，步驟一中所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備先根據(jù)預(yù)先建立的材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離數(shù)據(jù)庫(kù)，并結(jié)合通過(guò)參數(shù)輸入單元預(yù)先輸入的多個(gè)所述待成型工件的材質(zhì)名稱，對(duì)各待成型工件的基礎(chǔ)打印距離分別進(jìn)行確定；所述參數(shù)輸入單元與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接；
[0049]所述材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有多種材質(zhì)的材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離信息，每種所述材質(zhì)的材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離信息均包括該種材質(zhì)的名稱、熔點(diǎn)和基礎(chǔ)打印距離；所述基礎(chǔ)打印距離為5mm?1000mm，且材質(zhì)熔點(diǎn)越高，基礎(chǔ)打印距離越近；
[0050]步驟4012中進(jìn)行打印之前，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器根據(jù)距離檢測(cè)單元所檢測(cè)的距離信息且通過(guò)控制所述待控制平臺(tái)的所述打印距離調(diào)節(jié)裝置，將所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離調(diào)節(jié)為該待成型工件的所述基礎(chǔ)打印距離；步驟4012中打印過(guò)程中，所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離為該待成型工件的所述基礎(chǔ)打印距離；
[0051]步驟4022中進(jìn)行打印及同步溫控之前，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器根據(jù)距離檢測(cè)單元所檢測(cè)的距離信息并結(jié)合水平打印臺(tái)的向下移動(dòng)次數(shù)與每次向下移動(dòng)高度，且通過(guò)控制所述待控制平臺(tái)的所述打印距離調(diào)節(jié)裝置，將所述噴頭的出口與當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面之間的距離調(diào)節(jié)為該待成型工件的所述基礎(chǔ)打印距離；步驟4022中對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器根據(jù)溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)的溫度信息并結(jié)合距離檢測(cè)單元所檢測(cè)的距離信息對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，使當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面溫度控制在該待成型工件的材質(zhì)熔點(diǎn)的0.1倍?0.6倍之間；并且，對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)節(jié)幅度為5_?60_，且該待成型工件的材質(zhì)恪點(diǎn)越高，調(diào)節(jié)幅度越??；
[0052]所述距離檢測(cè)單元所檢測(cè)的距離信息為所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離。
[0053]上述方法，其特征是:所述送絲裝置包括上部纏繞有被加工絲材的絲盤、對(duì)被加工絲材進(jìn)行輸送的送絲機(jī)構(gòu)和對(duì)所述送絲機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述送絲機(jī)構(gòu)位于絲盤內(nèi)側(cè)且與所述送絲機(jī)構(gòu)連接；所述絲盤同軸安裝在轉(zhuǎn)軸上且能繞所述轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0054]所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括對(duì)所述等離子體發(fā)生器進(jìn)行控制的等離子發(fā)生控制器、對(duì)供氣管的氣體流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的氣體流量檢測(cè)單元、對(duì)供氣管上安裝的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制的氣體流量控制器、對(duì)被加工絲材的送絲速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的速度檢測(cè)單元和對(duì)送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的送絲速度控制器，所述速度檢測(cè)單元與送絲速度控制器連接，所述等離子發(fā)生控制器與所述等離子體發(fā)生器連接，所述氣體流量檢測(cè)單元與氣體流量控制器連接，所述距離檢測(cè)單元與氣體流量控制器連接；
[0055]步驟四中由下至上逐層打印之前，步驟一中所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備先根據(jù)預(yù)先建立的氣體流量及送絲速度數(shù)據(jù)庫(kù)，并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的所述成型層的層厚，對(duì)供氣管的基礎(chǔ)氣體流量和所述送絲裝置的送絲速度進(jìn)行確定；
[0056]所述氣體流量及送絲速度數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)有多種不同層厚的成型層所需的送絲速度和基礎(chǔ)氣體流量；所述基礎(chǔ)氣體流量為5ml/min?500ml/min，且所述送絲裝置的送絲速度越大，所述基礎(chǔ)氣體流量越大；
[0057]步驟4012和步驟4022中所述水平打印臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中，所述速度檢測(cè)單元對(duì)所述送絲裝置的送絲速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)信息同步傳送至送絲速度控制器，所述送絲速度控制器根據(jù)預(yù)先確定的所述送絲裝置的送絲速度并結(jié)合速度檢測(cè)單元所檢測(cè)信息對(duì)送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使所述送絲裝置的送絲速度均與預(yù)先確定的送絲速度相同；
[0058]步驟4012中進(jìn)行打印之前，所述氣體流量控制器根據(jù)氣體流量檢測(cè)單元所檢測(cè)信息且通過(guò)控制流量調(diào)節(jié)閥將供氣管的氣體流量調(diào)整為所述基礎(chǔ)氣體流量；步驟4012中打印過(guò)程中，所述供氣管的氣體流量為所述基礎(chǔ)氣體流量；
[0059]步驟4022中進(jìn)行打印及同步溫控過(guò)程中，所述氣體流量控制器根據(jù)氣體流量檢測(cè)單元所檢測(cè)信息并結(jié)合距離檢測(cè)單元所檢測(cè)距離信息，且通過(guò)控制流量調(diào)節(jié)閥對(duì)供氣管的氣體流量進(jìn)行增減調(diào)整；并且，所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)之間的距離越大，所述供氣管的氣體流量越大。
[0060]上述方法，其特征是:步驟4012和步驟4022中所述水平打印臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中，所述被加工絲材的送絲速度為0.lm/min?10m/min，所述被加工絲材的直徑為0.02mm?10_ ；所述被加工絲材的直徑越大，送絲速度越慢；且被加工絲材的材質(zhì)熔點(diǎn)越高，送絲速度越慢;
[0061]步驟四中由下至上逐層打印之前，將被加工絲材的熔化端與水平打印臺(tái)之間的距離調(diào)整為預(yù)先設(shè)定的送絲高度，所述送絲高度為5mm?100mm ;步驟四中由下至上逐層打印過(guò)程中，被加工絲材的熔化端位置不動(dòng)。
[0062]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0063]1、所采用的等離子熔鑄快速成型設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且投入成本較低、加工制作及安裝布設(shè)方便。
[0064]2、所采用的等離子熔鑄快速成型設(shè)備無(wú)需密閉成型室，并且不需要保護(hù)氣氛或真空環(huán)境，工件成型過(guò)程直接在大氣環(huán)境下進(jìn)行。因而，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，并且成型零件尺寸不受限制，設(shè)備價(jià)格較低。
[0065]3、等離子熔鑄快速成型設(shè)備的打印材料(即被加工絲材)供給在能量源等離子束中(材料的液滴等離子束流)，不需要鋪粉的成型缸系統(tǒng)不需要鋪粉系統(tǒng)，僅需一個(gè)送絲裝置即可，結(jié)構(gòu)大幅度簡(jiǎn)化。
[0066]4、所采用的等離子熔鑄快速成型設(shè)備使用操作簡(jiǎn)便、智能化程度且成型效率高、使用效果好，所成型工件的質(zhì)量高。所采用的監(jiān)控系統(tǒng)包括對(duì)打印臺(tái)位置調(diào)整裝置進(jìn)行控制的位置調(diào)整控制器、對(duì)待成型工件上表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的溫度檢測(cè)單元、對(duì)噴頭的出口與水平打印臺(tái)之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的距離檢測(cè)單元和對(duì)打印距離調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行控制的打印距離調(diào)節(jié)控制器，位置調(diào)整控制器與打印臺(tái)位置調(diào)整裝置連接，打印距離調(diào)節(jié)控制器與打印距離調(diào)節(jié)裝置連接，溫度檢測(cè)單元和距離檢測(cè)單元均與打印距離調(diào)節(jié)控制器連接；溫度檢測(cè)單元與打印距離調(diào)節(jié)控制器組成溫度調(diào)控裝置。實(shí)際使用過(guò)程中，溫度調(diào)控系統(tǒng)中的打印距離調(diào)節(jié)控制器根據(jù)溫度檢測(cè)單元所檢測(cè)信息對(duì)打印距離調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行控制，使得打印距離能自適應(yīng)調(diào)節(jié)，這樣既能防止因打印距離過(guò)近造成已打印完成的成型層再出現(xiàn)熔化的問(wèn)題，并且也能防止因打印距離過(guò)遠(yuǎn)造成的成型精度較低、熔融液流在噴至下一個(gè)打印層上表面之前發(fā)生凝固等問(wèn)題，使得成型過(guò)程易于控制，且實(shí)現(xiàn)方便，同時(shí)能有效防止工件表面發(fā)生氧化，因而無(wú)需設(shè)置密閉的真空環(huán)境。另外，所采用的監(jiān)控系統(tǒng)還包括氣體流量自適應(yīng)調(diào)節(jié)和送絲速度自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能，智能化程度高。
[0067]5、等離子熔鑄快速成型設(shè)備采用的能量源為等離子束，等離子束功率可達(dá)數(shù)十千瓦，能熔化金屬、陶瓷、樹(shù)脂以及其它復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)上述材料零件的3D打印。產(chǎn)生等離子束的等離子發(fā)生器(具體是等離子槍)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)成本低，設(shè)備成本低。
[0068]6、等離子熔鑄快速成型設(shè)備所打印材料的熔融液滴在等離子束流中，等離子束本身具有保護(hù)作用，再加上工作氣體的作用，能有效防止打印材料的氧化，該設(shè)備不需要保護(hù)氣氛或真空環(huán)境，直接在大氣環(huán)境下使用，具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、成型零件尺寸不受限制等優(yōu)點(diǎn)。
[0069]7、等離子熔鑄快速成型設(shè)備采用送絲裝置將被加工絲材連續(xù)送至等離子束中，打印材料成本低。
[0070]8、等離子熔鑄快速成型設(shè)備打印時(shí)材料狀態(tài)由液態(tài)凝固成固態(tài)，工藝過(guò)程簡(jiǎn)化，降低了 3D打印的工藝難度和成本。同時(shí)，在工作氣體(等離子束內(nèi)含未電離的工作氣體)的作用下，被加工絲材的熔化端在等離子束內(nèi)加熱并熔化成熔融狀態(tài)形成微小的液滴，熔化后的熔融液滴連續(xù)并形成液流且隨等離子束一并噴出，形成內(nèi)帶熔融液流的等離子束流；由于被加工絲材經(jīng)熔化后形成的熔融液流隨等離子束噴出后，形成內(nèi)帶打印材料熔融液流的微液流，形成澆鑄式成型，避免了熔滴冷卻凝固成型時(shí)產(chǎn)生的圓形收縮現(xiàn)象，零件力學(xué)性能高，表面光滑，降低了快速成型的工藝難度。
[0071]9、所采用的等離子熔鑄快速成型設(shè)備使用操作簡(jiǎn)便、智能化程度高且使用效果好，能同步完成多個(gè)工件的3D打印過(guò)程，生產(chǎn)效率大幅提高，并且多個(gè)打印平臺(tái)通過(guò)行走控制交替移動(dòng)至打印區(qū)域(即等離子束流加工系統(tǒng)的正下方)，控制過(guò)程簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便，且多個(gè)工件的成型質(zhì)量能得到有效控制。多個(gè)待成型工件既可以為結(jié)構(gòu)和尺寸均相同的相同工件，也可以是結(jié)構(gòu)與尺寸均不相同的多個(gè)不同工件，使用方式非常靈活，尤其適用于大批量小工件加工。
[0072]10、所采用的等離子熔鑄快速成型方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好，等離子束具有保護(hù)作用，不需要保護(hù)氣氛或真空環(huán)境，直接在大氣環(huán)境下進(jìn)行打印。并且，打印材料供給在能量源等離子束中(材料的熔融液流等離子束流)，不需要鋪粉的成型缸系統(tǒng)。打印時(shí)，材料狀態(tài)由液態(tài)凝固成固態(tài)，工藝過(guò)程簡(jiǎn)化，降低了 3D打印的工藝難度和成本，并且打印零件不再受尺寸限制。由上述內(nèi)容可知，本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)的等離子堆焊方法進(jìn)行本質(zhì)上改進(jìn)，現(xiàn)有的等離子堆焊方法一般均設(shè)置有等離子弧壓調(diào)高器，等離子槍與工件表面的距離不大于15mm，適用范圍受限。而本發(fā)明中，打印距離能在大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同材質(zhì)打印需求，并且能有效保證工件成型質(zhì)量。
[0073]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0074]圖1為本發(fā)明等離子熔鑄快速成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0075]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中等離子槍的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0076]圖3為本發(fā)明監(jiān)控系統(tǒng)的電路原理框圖。
[0077]圖4為本發(fā)明進(jìn)氣環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0078]圖5為本發(fā)明進(jìn)氣環(huán)本體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0079]圖6為本發(fā)明等離子熔鑄快速成型方法的流程框圖。
[0080]圖7為本發(fā)明實(shí)施例2中等離子槍的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0081]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0082]I—供氣裝置；2—被加工絲材； 3—待成型工件；
[0083]4 一水平打印臺(tái)；5—供氣管；6—絲盤；
[0084]7—等離子發(fā)生控制器；8—距離檢測(cè)單元；9一溫度檢測(cè)單元；
[0085]10—打印距離調(diào)節(jié)控制器；11 一氣體流量檢測(cè)單元；
[0086]12一氣體流量控制器；13—等尚子槍；13_1 —槍體；
[0087]13-2—陽(yáng)極噴嘴；13-3—陰極；13-4—放電室；
[0088]13-5—嗔口 ；13-6—絕緣層；14一送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0089]15—位置調(diào)整控制器；16—三軸數(shù)控機(jī)床；17—上下調(diào)整裝置；
[0090]18—速度檢測(cè)單元；19一送絲滾輪；20—送絲速度控制器；
[0091]21—進(jìn)氣環(huán)；21-1 —進(jìn)氣環(huán)本體；21-2—環(huán)形密封蓋；
[0092]21-3—環(huán)形進(jìn)氣槽；21-4—外側(cè)進(jìn)氣孔；21_5—內(nèi)側(cè)進(jìn)氣孔；
[0093]22—三維調(diào)節(jié)支架；23—PC機(jī)；24—流量調(diào)節(jié)閥；
[0094]25 —電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)；26—行走控制器；
[0095]27—行走位置檢測(cè)單元；28—直線導(dǎo)軌。
【具體實(shí)施方式】
[0096]如圖1所示的一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，由監(jiān)控系統(tǒng)、等離子束流加工系統(tǒng)和多個(gè)分別供多個(gè)待成型工件3打印的打印平臺(tái)組成，多個(gè)所述打印平臺(tái)的結(jié)構(gòu)均相同；每個(gè)所述打印平臺(tái)均包括供待成型工件3放置的水平打印臺(tái)4、對(duì)水平打印臺(tái)4的位置進(jìn)行調(diào)整的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置和安裝在所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置底部的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)25，所述水平打印臺(tái)4安裝于所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置上；多個(gè)所述打印平臺(tái)的水平打印臺(tái)4均位于同一水平面上；多個(gè)所述打印平臺(tái)均位于所述等離子束流加工系統(tǒng)下方，且多個(gè)所述打印平臺(tái)中位于所述等離子束流加工系統(tǒng)正下方的打印平臺(tái)為待控制平臺(tái)。
[0097]所述等離子束流加工系統(tǒng)由安裝有噴頭且用于產(chǎn)生等離子束的等離子體發(fā)生器、對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)的打印距離調(diào)節(jié)裝置、為所述等離子體發(fā)生器提供工作氣體的供氣裝置I和用于連續(xù)送出被加工絲材2的送絲裝置組成；所述等離子體發(fā)生器位于水平打印臺(tái)4上方且其安裝在所述打印距離調(diào)節(jié)裝置上，所述送絲裝置位于水平打印臺(tái)4上方且其位于所述等離子體發(fā)生器一側(cè)；所述供氣裝置I通過(guò)供氣管5與所述等離子體發(fā)生器上所開(kāi)的進(jìn)氣口連接；所述被加工絲材2的外端為熔化端，所述熔化端位于所述噴頭的出口下方且其位于所述等離子束的中心軸線上。所述被加工絲材2為打印材料。
[0098]所述監(jiān)控系統(tǒng)包括對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)25分別進(jìn)行控制的行走控制器26、多個(gè)分別對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的行走位置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的行走位置檢測(cè)單元
27、對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置分別進(jìn)行控制的位置調(diào)整控制器15、對(duì)所述待控制平臺(tái)上的待成型工件3上表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的溫度檢測(cè)單元9、對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的距離檢測(cè)單元8和對(duì)所述打印距離調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行控制的打印距離調(diào)節(jié)控制器10，多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)25和多個(gè)所述行走位置檢測(cè)單元27均與行走控制器26連接，多個(gè)所述打印平臺(tái)的所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置均與位置調(diào)整控制器15連接，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器10與所述打印距離調(diào)節(jié)裝置連接，所述溫度檢測(cè)單元9和距離檢測(cè)單元8均與打印距離調(diào)節(jié)控制器10連接。所述溫度檢測(cè)單元9與打印距離調(diào)節(jié)控制器10組成溫度調(diào)控裝置。
[0099]如圖3所示，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括對(duì)所述等離子體發(fā)生器進(jìn)行控制的等離子發(fā)生控制器7、對(duì)供氣管5的氣體流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的氣體流量檢測(cè)單元11和對(duì)供氣管5上安裝的流量調(diào)節(jié)閥24進(jìn)行控制的氣體流量控制器12，所述等離子發(fā)生控制器7與所述等離子體發(fā)生器連接，所述氣體流量檢測(cè)單元11與氣體流量控制器12連接。所述溫度檢測(cè)單元9為對(duì)所述等離子束流加工系統(tǒng)在待成型工件3上的打印位置處溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的紅外溫度傳感器。所述距離檢測(cè)單元8為激光測(cè)距傳感器。
[0100]本實(shí)施例中，所述等離子束流加工系統(tǒng)的數(shù)量為一個(gè)。
[0101]如圖2所示，所述等離子體發(fā)生器包括等離子槍13，所述噴頭為等離子槍13前端的陽(yáng)極噴嘴13-2 ;所述等離子槍13包括開(kāi)有所述進(jìn)氣口的槍體13-1、位于槍體13-1正前方的陽(yáng)極噴嘴13-2和插裝于槍體13-1內(nèi)的陰極13-3，所述陽(yáng)極噴嘴13_2位于陰極13_3前側(cè)，所述放電室13-4位于陰極13-3前側(cè)且其位于陽(yáng)極噴嘴13-2的后部?jī)?nèi)側(cè)，所述陽(yáng)極噴嘴13-2的前部?jī)?nèi)側(cè)為噴口 13-5 ;所述陽(yáng)極噴嘴13-2、陰極13_3和放電室13_4均與槍體13-1呈同軸布設(shè)；所述進(jìn)氣口位于槍體13-1后側(cè)，所述噴口 13-5與槍體13-1呈同軸布設(shè)或與所述槍體13-1中心軸線之間的夾角為30°?45°。
[0102]實(shí)際使用時(shí)，所述等離子槍13安裝在所述打印距離調(diào)節(jié)裝置上。
[0103]實(shí)際使用時(shí)，所述等離子槍13也可以采用常規(guī)的其它等離子槍。
[0104]本實(shí)施例中，所述陽(yáng)極噴嘴13-2和槍體13-1之間設(shè)置有絕緣層13_6。
[0105]本實(shí)施例中，如圖2所示，所述噴口 13-5與槍體13-1呈同軸布設(shè)。
[0106]本實(shí)施例中，所述供氣管5通過(guò)進(jìn)氣環(huán)21與所述等離子體發(fā)生器上所開(kāi)的進(jìn)氣口連接。并且，通過(guò)進(jìn)氣環(huán)21向所述等離子體發(fā)生器內(nèi)均勻供氣。
[0107]如圖4、圖5所示，所述進(jìn)氣環(huán)21為圓環(huán)形且其包括進(jìn)氣環(huán)本體21-1和蓋裝在進(jìn)氣環(huán)本體21-1上的環(huán)形密封蓋21-2，所述進(jìn)氣環(huán)本體21-1為圓環(huán)形且其內(nèi)側(cè)壁上開(kāi)有一個(gè)環(huán)形進(jìn)氣槽21-3，所述進(jìn)氣環(huán)本體21-1上開(kāi)有一個(gè)與供氣管5相接的外側(cè)進(jìn)氣孔21-4且其內(nèi)側(cè)開(kāi)有多個(gè)內(nèi)側(cè)進(jìn)氣孔21-5，多個(gè)所述內(nèi)側(cè)進(jìn)氣孔21-5沿圓周方向均勻布設(shè)且其均位于環(huán)形進(jìn)氣槽21-3內(nèi)側(cè)，所述外側(cè)進(jìn)氣孔21-4位于環(huán)形進(jìn)氣槽21-3外側(cè)，所述外側(cè)進(jìn)氣孔21-4和多個(gè)所述內(nèi)側(cè)進(jìn)氣孔21-5均與環(huán)形進(jìn)氣槽21-3內(nèi)部相通。
[0108]并且，所述槍體13-1上沿圓周方向開(kāi)有多個(gè)分別與多個(gè)所述內(nèi)側(cè)進(jìn)氣孔21-5相通的槍體進(jìn)氣孔。
[0109]實(shí)際使用時(shí)，所述等離子槍13安裝在所述打印距離調(diào)節(jié)裝置上。
[0110]如圖2所示的等離子槍13使用過(guò)程中，所述放電室13-4內(nèi)產(chǎn)生等離子體，所產(chǎn)生的等離子體形成等離子束并經(jīng)噴口 13-5噴出。
[0111]本實(shí)施例中，所述工作氣體為惰性氣體或比氣。
[0112]其中，惰性氣體為Ar氣、He氣和隊(duì)氣。
[0113]如圖1所示，本發(fā)明所述的等離子3D打印設(shè)備還包括一個(gè)供多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)25行走的行走軌道，多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)25均位于所述行走軌道上，所述電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)25為帶動(dòng)所述打印平臺(tái)沿所述行走軌道進(jìn)行前后移動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)；多個(gè)所述打印平臺(tái)的水平打印臺(tái)4沿所述行走軌道的長(zhǎng)度方向由前至后進(jìn)行布設(shè)。
[0114]本實(shí)施例中，所述行走軌道為呈水平布設(shè)的直線導(dǎo)軌28。實(shí)際使用時(shí)，所述行走軌道也可以采用其它類型的軌道或滑槽。并且，多個(gè)所述打印平臺(tái)的水平打印臺(tái)4均布設(shè)在同一直線上。
[0115]實(shí)際使用時(shí)，所述行走軌道也可以采用弧形、圓形、橢圓形、折線形、口字形等軌道。
[0116]本實(shí)施例中，多個(gè)所述打印平臺(tái)的結(jié)構(gòu)和尺寸均相同。
[0117]并且，每個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)25均包括多個(gè)安裝在所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置底部且沿所述行走軌道進(jìn)行前后移動(dòng)的電動(dòng)行走輪。
[0118]本實(shí)施例中，多個(gè)所述打印平臺(tái)的所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置均為三軸數(shù)控機(jī)床16。
[0119]因而，所述位置調(diào)整控制器15為三軸數(shù)控機(jī)床16的控制器。
[0120]實(shí)際使用時(shí)，所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置也可以采用其它能完成X、Y和Z軸三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的裝置。
[0121 ] 本實(shí)施例中，所述打印平臺(tái)的數(shù)量為兩個(gè)。
[0122]實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)具體需要，對(duì)所述打印平臺(tái)的數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
[0123]本實(shí)施例中，所述等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的等離子束的中心軸線與豎直面之間的夾角不大于45° ;所述打印距離調(diào)節(jié)裝置為沿所述等離子束的中心軸線對(duì)所述噴頭進(jìn)行上下調(diào)整的上下調(diào)整裝置17，所述距離檢測(cè)單元8為對(duì)沿所述等離子束的中心軸線從所述噴頭的出口到所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的距離檢測(cè)裝置。
[0124]本實(shí)施例中，所述上下調(diào)整裝置17為Z軸方向調(diào)整裝置。
[0125]并且，所述上下調(diào)整裝置17為伸縮液壓缸。
[0126]本實(shí)施例中，所述等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的等離子束的中心軸線呈豎直向布設(shè)。實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)具體需要，對(duì)所述等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的等離子束的中心軸線與豎直面之間的夾角進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
[0127]本實(shí)施例中，所述送絲裝置包括上部纏繞有被加工絲材2的絲盤6、對(duì)被加工絲材2進(jìn)行輸送的送絲機(jī)構(gòu)和對(duì)所述送絲機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14，所述送絲機(jī)構(gòu)位于絲盤6內(nèi)側(cè)且與所述送絲機(jī)構(gòu)連接；所述絲盤6同軸安裝在轉(zhuǎn)軸上且能繞所述轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0128]同時(shí)，所述送絲裝置還包括對(duì)被加工絲材2的送絲方向進(jìn)行調(diào)節(jié)的三維調(diào)節(jié)支架22，所述送絲機(jī)構(gòu)安裝在三維調(diào)節(jié)支架22上。實(shí)際使用時(shí)，通過(guò)所述三維調(diào)節(jié)支架22分別在X軸、Y軸和Z軸方向上對(duì)被加工絲材2的送絲方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0129]本實(shí)施例中，所述送絲機(jī)構(gòu)為送絲滾輪19，所述送絲滾輪19包括主動(dòng)滾輪組和從動(dòng)滾輪組，所述主動(dòng)滾輪組包括兩個(gè)均由送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14進(jìn)行驅(qū)動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的主動(dòng)滾輪，所述從動(dòng)滾輪組包括兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反且分別位于被加工絲材2兩側(cè)的從動(dòng)滾輪，所述主動(dòng)滾輪組位于所述從動(dòng)滾輪組一側(cè)，兩個(gè)所述主動(dòng)滾輪分別位于被加工絲材2兩側(cè)。
[0130]本實(shí)施例中，所述送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14為步進(jìn)電機(jī)。實(shí)際使用過(guò)程中，通過(guò)改變所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，對(duì)所述送絲裝置的送絲速度進(jìn)行簡(jiǎn)便、快速調(diào)整。
[0131]并且，所述送絲裝置的送絲速度為勻速。
[0132]本實(shí)施例中，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括對(duì)被加工絲材2的送絲速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的速度檢測(cè)單元18和對(duì)送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14進(jìn)行控制的送絲速度控制器20，所述速度檢測(cè)單元18與送絲速度控制器20連接。
[0133]本實(shí)施例中，所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括多個(gè)分別對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的水平打印臺(tái)4的位移進(jìn)行監(jiān)測(cè)的打印臺(tái)位移監(jiān)測(cè)裝置，每個(gè)所述打印臺(tái)位置監(jiān)測(cè)裝置均包括分別對(duì)水平打印臺(tái)4在X軸、Y軸和Z軸方向上的位移進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的第一位移檢測(cè)單元、第二位移檢測(cè)單元和第三位移檢測(cè)單元，所述第一位移檢測(cè)單元、第二位移檢測(cè)單元和第三位移檢測(cè)單元均與位置調(diào)整控制器15連接。
[0134]本實(shí)施例中，所述等離子發(fā)生控制器7、氣體流量控制器12、位置調(diào)整控制器15、打印距離調(diào)節(jié)控制器10和送絲速度控制器20均與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備為PC機(jī)23。所述供氣裝置I由PC機(jī)23進(jìn)行啟停控制。
[0135]如圖6所示的一種等離子束熔鑄快速成型方法，包括以下步驟:
[0136]步驟一、待成型工件三維立體模型獲取及分層切片處理:對(duì)多個(gè)所述待成型工件3分別進(jìn)行三維立體模型獲取及分層切片處理；
[0137]其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件3進(jìn)行三維立體模型獲取及分層切片處理時(shí)，均采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且調(diào)用圖像處理模塊獲取該待成型工件3的三維立體模型，再調(diào)用分層切片模塊對(duì)該待成型工件3的三維立體模型進(jìn)行分層切片，并獲得該待成型工件3的多個(gè)分層截面圖像；多個(gè)所述分層截面圖像為對(duì)該待成型工件3的三維立體模型進(jìn)行分層切片后獲得多個(gè)分層截面的圖像，多個(gè)所述分層截面由下至上均勻布設(shè)；
[0138]多個(gè)待成型工件3的高度均相同；對(duì)多個(gè)所述待成型工件3的三維立體模型進(jìn)行分層切片時(shí)，分層厚度均相同且所獲得分層截面圖像的數(shù)量均相同；
[0139]步驟二、掃描路徑填充:對(duì)步驟一中多個(gè)所述待成型工件3分別進(jìn)行掃描路徑填充處理；
[0140]其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件3進(jìn)行掃描路徑填充處理時(shí)，均采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備且調(diào)用所述圖像處理模塊，對(duì)步驟一中獲得的該待成型工件3的多個(gè)所述分層截面圖像分別進(jìn)行處理，并完成多個(gè)所述分層截面的掃描路徑填充過(guò)程，獲得多個(gè)所述分層截面的掃描路徑；
[0141]步驟三、打印路徑獲取及下傳:采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備分別獲取步驟一中多個(gè)所述待成型工件3的打印路徑；
[0142]其中，獲取任一個(gè)所述待成型工件3的打印路徑時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備均根據(jù)步驟二中獲得的該待成型工件3的多個(gè)所述分層截面的掃描路徑，獲得該待成型工件3的多個(gè)所述分層截面的打印路徑，且每個(gè)所述分層截面的打印路徑均與該分層截面的掃描路徑相同；
[0143]步驟四、由下至上逐層打印:對(duì)多個(gè)所述待成型工件3同步進(jìn)行由下至上逐層打印；
[0144]其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件3進(jìn)行由下至上逐層打印時(shí)，均根據(jù)步驟三中獲得的該待成型工件3的多個(gè)所述分層截面的打印路徑由下至上逐層進(jìn)行打印，獲得由多個(gè)成型層由下至上堆疊而成的工件成品；多個(gè)所述成型層中位于最底部的成型層為底層；所述成型層的數(shù)量與步驟一中該待成型工件3的所述分層截面的數(shù)量相同，多個(gè)所述成型層的布設(shè)位置分別與多個(gè)所述分層截面的布設(shè)位置一一對(duì)應(yīng)且其層厚均相同，所述成型層的層厚與相鄰兩個(gè)所述分層截面之間的距離相同，步驟三中該待成型工件3的多個(gè)所述分層截面的打印路徑分別為多個(gè)所述成型層的打印路徑；
[0145]對(duì)多個(gè)所述待成型工件3同步進(jìn)行由下至上逐層打印時(shí)，過(guò)程如下:
[0146]步驟401、底層打印:對(duì)多個(gè)所述待成型工件3的底層分別進(jìn)行打印，且多個(gè)所述待成型工件3的底層打印方法均相同；待多個(gè)所述待成型工件3的底層均打印完成后，進(jìn)入步驟402 ；
[0147]其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件3的底層進(jìn)行打印時(shí)，均包括以下步驟:
[0148]步驟4011、行走移位:通過(guò)行走控制器26對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)25分別進(jìn)行控制，將供該待成型工件3打印的所述打印平臺(tái)移至所述等離子束流加工系統(tǒng)的正下方；此時(shí)，位于所述等離子束流加工系統(tǒng)正下方的所述打印平臺(tái)為待控制平臺(tái)；
[0149]步驟4012、打印:所述位置調(diào)整控制器15根據(jù)步驟三中所獲取的該待成型工件3的當(dāng)前所打印成型層的打印路徑，對(duì)所述待控制平臺(tái)的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置進(jìn)行控制并帶動(dòng)水平打印臺(tái)4在水平面上進(jìn)行移動(dòng)；所述水平打印臺(tái)4移動(dòng)過(guò)程中，所述等離子束流加工系統(tǒng)將內(nèi)帶熔融液流的等離子束流連續(xù)噴至水平打印臺(tái)4上；待熔融液流(具體是流至水平打印臺(tái)4上的熔融液流)均凝固后，完成當(dāng)前所打印成型層的打印過(guò)程；
[0150]步驟402、上一層打印:對(duì)多個(gè)所述待成型工件3的上一個(gè)成型層分別進(jìn)行打印，且多個(gè)所述待成型工件3的上一個(gè)成型層的打印方法均相同；
[0151]其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件3的上一個(gè)成型層進(jìn)行打印時(shí)，均包括以下步驟:
[0152]步驟4021、行走移位及水平打印臺(tái)下移:先通過(guò)行走控制器26對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)25分別進(jìn)行控制，將供該待成型工件3打印的所述打印平臺(tái)移至所述等離子束流加工系統(tǒng)的正下方；此時(shí)，位于所述等離子束流加工系統(tǒng)正下方的所述打印平臺(tái)為待控制平臺(tái)；之后，所述位置調(diào)整控制器15通過(guò)控制所述待控制平臺(tái)的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置，帶動(dòng)水平打印臺(tái)4在豎直方向上進(jìn)行一次向下移動(dòng)且向下移動(dòng)高度與所述成型層的層厚相同；
[0153]步驟4022、打印及同步溫控:所述位置調(diào)整控制器15根據(jù)步驟三中所獲取的該待成型工件3的當(dāng)前所打印成型層的打印路徑，對(duì)所述待控制平臺(tái)的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置進(jìn)行控制并帶動(dòng)水平打印臺(tái)4在水平面上進(jìn)行移動(dòng)；所述水平打印臺(tái)4移動(dòng)過(guò)程中，所述等離子束流加工系統(tǒng)將內(nèi)帶熔融液流的等離子束流連續(xù)噴至當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面上；待熔融液流(具體是流至當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面上的熔融液流)均凝固后，完成當(dāng)前所打印成型層的打印過(guò)程；
[0154]本步驟中，所述水平打印臺(tái)4移動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)溫度檢測(cè)單元9對(duì)當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)溫度信息同步傳送至打印距離調(diào)節(jié)控制器10，同時(shí)通過(guò)距離檢測(cè)單元8對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)的距離信息同步傳送至打印距離調(diào)節(jié)控制器10 ;所述打印距離調(diào)節(jié)控制器10根據(jù)溫度檢測(cè)單元9所檢測(cè)的溫度信息且通過(guò)控制所述打印距離調(diào)節(jié)裝置對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，使當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面溫度不高于該待成型工件3的材質(zhì)熔點(diǎn)的0.6 倍;
[0155]步驟4012和步驟4022中所述水平打印臺(tái)4移動(dòng)過(guò)程中，所述送絲裝置將被加工絲材2連續(xù)送出，同時(shí)通過(guò)所述等離子束流加工系統(tǒng)產(chǎn)生的等離子束對(duì)被加工絲材2的熔化端進(jìn)行熔化，并使得所述熔化端熔化形成的熔融液滴連續(xù)并形成液流；所述液流分布于所述等離子束內(nèi)，形成內(nèi)帶熔融液流的等離子束流；并且，所述熔融液流在所述工作氣體(等離子束內(nèi)含未電離的工作氣體)的作用下沿所述等離子束的中心軸線移動(dòng)；
[0156]步驟403、多次重復(fù)步驟402，直至完成多個(gè)所述待成型工件3的所有成型層的打印過(guò)程，獲得打印完成的多個(gè)所述待成型工件3的工件成品。
[0157]實(shí)際使用過(guò)程中，所述送絲裝置為同步送絲裝置。
[0158]步驟4012中所述等離子束流加工系統(tǒng)將內(nèi)帶熔融液流的等離子束流連續(xù)噴至水平打印臺(tái)4上時(shí)，內(nèi)帶的熔融液流同步流至水平打印臺(tái)4上。步驟4022中所述等離子束流加工系統(tǒng)將內(nèi)帶熔融液流的等離子束流連續(xù)噴至當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面上時(shí)，內(nèi)帶的熔融液流同步流至當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面上。
[0159]本實(shí)施例中，步驟4012和步驟4022中進(jìn)行打印時(shí)，均按照多個(gè)所述打印平臺(tái)的布設(shè)位置由前至后或由后至前的順序，對(duì)多個(gè)所述待成型工件3的當(dāng)前所打印成型層分別進(jìn)行打印。
[0160]并且，步驟4011和步驟4021中將供該待成型工件3打印的所述打印平臺(tái)移至所述等離子束流加工系統(tǒng)的正下方時(shí)，均通過(guò)行走控制器26對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)25分別進(jìn)行控制，使多個(gè)所述打印平臺(tái)均沿所述行走軌道進(jìn)行移動(dòng)。
[0161]本實(shí)施例中，步驟四中由下至上逐層打印之前，步驟一中所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備先根據(jù)預(yù)先建立的材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離數(shù)據(jù)庫(kù)，并結(jié)合通過(guò)參數(shù)輸入單元預(yù)先輸入的多個(gè)所述待成型工件3的材質(zhì)名稱，對(duì)各待成型工件3的基礎(chǔ)打印距離分別進(jìn)行確定；所述參數(shù)輸入單元與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接；
[0162]所述材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有多種材質(zhì)的材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離信息，每種所述材質(zhì)的材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離信息均包括該種材質(zhì)的名稱、熔點(diǎn)和基礎(chǔ)打印距離；所述基礎(chǔ)打印距離為5mm?1000mm，且材質(zhì)熔點(diǎn)越高，基礎(chǔ)打印距離越近；
[0163]步驟4012中進(jìn)行打印之前，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器10根據(jù)距離檢測(cè)單元8所檢測(cè)的距離信息且通過(guò)控制所述待控制平臺(tái)的所述打印距離調(diào)節(jié)裝置，將所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離調(diào)節(jié)為該待成型工件3的所述基礎(chǔ)打印距離；步驟4012中打印過(guò)程中，所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離為該待成型工件3的所述基礎(chǔ)打印距離；
[0164]步驟4022中進(jìn)行打印及同步溫控之前，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器10根據(jù)距離檢測(cè)單元8所檢測(cè)的距離信息并結(jié)合水平打印臺(tái)4的向下移動(dòng)次數(shù)與每次向下移動(dòng)高度，且通過(guò)控制所述待控制平臺(tái)的所述打印距離調(diào)節(jié)裝置，將所述噴頭的出口與當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面之間的距離調(diào)節(jié)為該待成型工件3的所述基礎(chǔ)打印距離；步驟4022中對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器10根據(jù)溫度檢測(cè)單元9所檢測(cè)的溫度信息并結(jié)合距離檢測(cè)單元8所檢測(cè)的距離信息對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，使當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面溫度控制在該待成型工件3的材質(zhì)熔點(diǎn)的0.1倍?0.6倍之間；并且，對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)節(jié)幅度為5mm?60mm，且該待成型工件3的材質(zhì)恪點(diǎn)越高，調(diào)節(jié)幅度越?。?br>[0165]所述距離檢測(cè)單元8所檢測(cè)的距離信息為所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離。
[0166]本實(shí)施例中，步驟四中由下至上逐層打印之前，步驟一中所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備先根據(jù)預(yù)先建立的氣體流量及送絲速度數(shù)據(jù)庫(kù)，并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的所述成型層的層厚，對(duì)供氣管5的基礎(chǔ)氣體流量和所述送絲裝置的送絲速度進(jìn)行確定；
[0167]所述氣體流量及送絲速度數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)有多種不同層厚的成型層所需的送絲速度和基礎(chǔ)氣體流量；所述基礎(chǔ)氣體流量為5ml/min?500ml/min，且所述送絲裝置的送絲速度越大，所述基礎(chǔ)氣體流量越大；
[0168]步驟4012和步驟4022中所述水平打印臺(tái)4移動(dòng)過(guò)程中，所述速度檢測(cè)單元18對(duì)所述送絲裝置的送絲速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)信息同步傳送至送絲速度控制器20，所述送絲速度控制器20根據(jù)預(yù)先確定的所述送絲裝置的送絲速度并結(jié)合速度檢測(cè)單元18所檢測(cè)信息對(duì)送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14進(jìn)行控制，使所述送絲裝置的送絲速度均與預(yù)先確定的送絲速度相同；
[0169]步驟4012中進(jìn)行打印之前，所述氣體流量控制器12根據(jù)氣體流量檢測(cè)單元11所檢測(cè)信息且通過(guò)控制流量調(diào)節(jié)閥24將供氣管5的氣體流量調(diào)整為所述基礎(chǔ)氣體流量；步驟4012中打印過(guò)程中，所述供氣管5的氣體流量為所述基礎(chǔ)氣體流量；
[0170]步驟4022中進(jìn)行打印及同步溫控過(guò)程中，所述氣體流量控制器12根據(jù)氣體流量檢測(cè)單元11所檢測(cè)信息并結(jié)合距離檢測(cè)單元8所檢測(cè)距離信息，且通過(guò)控制流量調(diào)節(jié)閥24對(duì)供氣管5的氣體流量進(jìn)行增減調(diào)整；并且，所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4之間的距離越大，所述供氣管5的氣體流量越大。
[0171]本實(shí)施例中，獲取所述待成型工件3的三維立體模型時(shí)，利用pro/e、UG、CATIA等三維制圖軟件設(shè)計(jì)出待成型工件3的三維立體模型(即三維實(shí)體模型)，再通過(guò)所述分層切片模塊對(duì)該三維立體模型進(jìn)行分層切片，并得到各截面的輪廓數(shù)據(jù)，由輪廓數(shù)據(jù)生成填充掃描路徑，相應(yīng)獲得三軸數(shù)控機(jī)床16的打印路徑(即各分層截面的打印路徑)。因而，步驟一和步驟二中所采用的方法，與常規(guī)激光選區(qū)熔化成型或電子束選區(qū)熔化成型采用的方法相同。之后，所述三軸數(shù)控機(jī)床16根據(jù)所獲得的打印路徑在水平面上進(jìn)行X和Y軸方向運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，所述等離子束流加工系統(tǒng)將內(nèi)帶熔融液流的等離子束流連續(xù)噴至所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)4上或當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面上；待熔融液流均凝固后，完成一個(gè)成型層的打印過(guò)程；然后，所述三軸數(shù)控機(jī)床16在Z軸方向上下降，逐層打印，從而完成三維零件的打印過(guò)程。
[0172]由于水平打印臺(tái)4為安裝在打印臺(tái)位置調(diào)整裝置上的移動(dòng)平臺(tái)，因而步驟三中所獲取的每個(gè)所述分層截面的打印路徑也可以均為三軸數(shù)控機(jī)床16的加工路徑，此時(shí)所述等離子束流加工系統(tǒng)在水平面上不發(fā)生移動(dòng)，而是由水平打印臺(tái)4在水平方面上發(fā)生移動(dòng)，從而完成各成型層的打印過(guò)程。
[0173]本實(shí)施例中，步驟4012和步驟4022中所述水平打印臺(tái)4移動(dòng)過(guò)程中，所述被加工絲材2的直徑為0.02mm?10mm，所述被加工絲材2的送絲速度為0.1m?10m/min。其中，被加工絲材2的直徑越大，送絲速度越慢；且被加工絲材2的材質(zhì)熔點(diǎn)越高，送絲速度越慢。
[0174]所述被加工絲材2的熔化端與打印工作面之間的距離為5mm?1000mm。其中，打印工作面為當(dāng)前所打印成型層所處的平面，被加工絲材2的熔化端與所述打印工作面之間的距離為送絲高度。
[0175]步驟四中由下至上逐層打印之前，將被加工絲材2的熔化端與水平打印臺(tái)4之間的距離調(diào)整為預(yù)先設(shè)定的送絲高度，所述送絲高度為5mm?100mm ;步驟四中由下至上逐層打印過(guò)程中，被加工絲材2的熔化端位置不動(dòng)。步驟4012中被加工絲材2的熔化端與水平打印臺(tái)4之間的距離為送絲高度，步驟4022中被加工絲材2的熔化端與當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層上表面之間的距離為送絲高度。
[0176]實(shí)施例2
[0177]本實(shí)施例中，如圖7所示，所采用的等離子熔鑄快速成型設(shè)備與實(shí)施例1不同的是:所述噴口 13-5與槍體13-1中心軸線之間的夾角為30°?45°。
[0178]這樣，通過(guò)噴口 13-5對(duì)所述等離子束的方向進(jìn)行改變后，能有效減少等離子射流對(duì)陽(yáng)極噴嘴13-2產(chǎn)生的熱負(fù)荷沖擊，改善了陽(yáng)極燒蝕狀況。
[0179]本實(shí)施例中，所采用等離子熔鑄快速成型設(shè)備的其余部分結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實(shí)施例1相同。
[0180]本實(shí)施例中，所采用的等離子熔鑄快速成型方法與實(shí)施例1相同。
[0181]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征在于:由監(jiān)控系統(tǒng)、等離子束流加工系統(tǒng)和多個(gè)分別供多個(gè)待成型工件(3)打印的打印平臺(tái)組成，多個(gè)所述打印平臺(tái)的結(jié)構(gòu)均相同；每個(gè)所述打印平臺(tái)均包括供待成型工件(3)放置的水平打印臺(tái)(4)、對(duì)水平打印臺(tái)(4)的位置進(jìn)行調(diào)整的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置和安裝在所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置底部的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)(25)，所述水平打印臺(tái)(4)安裝于所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置上；多個(gè)所述打印平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)均位于同一水平面上；多個(gè)所述打印平臺(tái)均位于所述等離子束流加工系統(tǒng)下方，且多個(gè)所述打印平臺(tái)中位于所述等離子束流加工系統(tǒng)正下方的打印平臺(tái)為待控制平臺(tái)； 所述等離子束流加工系統(tǒng)由安裝有噴頭且用于產(chǎn)生等離子束的等離子體發(fā)生器、對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)的打印距離調(diào)節(jié)裝置、為所述等離子體發(fā)生器提供工作氣體的供氣裝置(I)和用于連續(xù)送出被加工絲材(2)的送絲裝置組成；所述等離子體發(fā)生器位于水平打印臺(tái)(4)上方且其安裝在所述打印距離調(diào)節(jié)裝置上，所述送絲裝置位于水平打印臺(tái)(4)上方且其位于所述等離子體發(fā)生器一側(cè)；所述供氣裝置(I)通過(guò)供氣管(5)與所述等離子體發(fā)生器上所開(kāi)的進(jìn)氣口連接；所述被加工絲材(2)的外端為熔化端，所述熔化端位于所述噴頭的出口下方且其位于所述等離子束的中心軸線上； 所述監(jiān)控系統(tǒng)包括對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)(25)分別進(jìn)行控制的行走控制器(26)、多個(gè)分別對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的行走位置進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的行走位置檢測(cè)單元(27)、對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置分別進(jìn)行控制的位置調(diào)整控制器(15)、對(duì)所述待控制平臺(tái)上的待成型工件(3)上表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的溫度檢測(cè)單元(9)、對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的距離檢測(cè)單元(8)和對(duì)所述打印距離調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行控制的打印距離調(diào)節(jié)控制器(10)，多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)(25)和多個(gè)所述行走位置檢測(cè)單元(27)均與行走控制器(26)連接，多個(gè)所述打印平臺(tái)的所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置均與位置調(diào)整控制器(15)連接，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器(10)與所述打印距離調(diào)節(jié)裝置連接，所述溫度檢測(cè)單元(9)和距離檢測(cè)單元(8)均與打印距離調(diào)節(jié)控制器(10)連接；所述溫度檢測(cè)單元(9)與打印距離調(diào)節(jié)控制器(10)組成溫度調(diào)控裝置。2.按照權(quán)利要求1所述的一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征在于:所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括對(duì)所述等離子體發(fā)生器進(jìn)行控制的等離子發(fā)生控制器(7)、對(duì)供氣管(5)的氣體流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的氣體流量檢測(cè)單元(11)和對(duì)供氣管(5)上安裝的流量調(diào)節(jié)閥(24)進(jìn)行控制的氣體流量控制器(12)，所述等離子發(fā)生控制器(7)與所述等離子體發(fā)生器連接，所述氣體流量檢測(cè)單元(11)與氣體流量控制器(12)連接。3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征在于:所述等離子體發(fā)生器包括等離子槍(13)，所述噴頭為等離子槍(13)前端的陽(yáng)極噴嘴(13-2);所述等離子槍(13)包括開(kāi)有所述進(jìn)氣口的槍體(13-1)、位于槍體(13-1)正前方的陽(yáng)極噴嘴(13-2)和插裝于槍體(13-1)內(nèi)的陰極(13-3)，所述陽(yáng)極噴嘴(13_2)位于陰極(13_3)前偵牝所述放電室(13-4)位于陰極(13-3)前側(cè)且其位于陽(yáng)極噴嘴(13-2)的后部?jī)?nèi)側(cè)，所述陽(yáng)極噴嘴(13-2)的前部?jī)?nèi)側(cè)為噴口(13-5);所述陽(yáng)極噴嘴(13-2)、陰極(13_3)和放電室(13-4)均與槍體(13-1)呈同軸布設(shè)；所述進(jìn)氣口位于槍體(13-1)后側(cè)，所述噴口(13-5)與槍體(13-1)呈同軸布設(shè)或與槍體(13-1)中心軸線之間的夾角為30°?45°。4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征在于:還包括一個(gè)供多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)(25)行走的行走軌道，多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)(25)均位于所述行走軌道上，所述電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)(25)為帶動(dòng)所述打印平臺(tái)沿所述行走軌道進(jìn)行前后移動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)；多個(gè)所述打印平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)沿所述行走軌道的長(zhǎng)度方向由前至后進(jìn)行布設(shè)； 所述送絲裝置包括上部纏繞有被加工絲材(2)的絲盤(6)、對(duì)被加工絲材(2)進(jìn)行輸送的送絲機(jī)構(gòu)和對(duì)所述送絲機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(14)，所述送絲機(jī)構(gòu)位于絲盤(6)內(nèi)側(cè)且與所述送絲機(jī)構(gòu)連接；所述絲盤￠)同軸安裝在轉(zhuǎn)軸上且能繞所述轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。5.按照權(quán)利要求4所述的一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征在于:所述送絲裝置還包括對(duì)被加工絲材(2)的送絲方向進(jìn)行調(diào)節(jié)的三維調(diào)節(jié)支架(22)，所述送絲機(jī)構(gòu)安裝在三維調(diào)節(jié)支架(22)上；所述送絲機(jī)構(gòu)為送絲滾輪(19)，所述送絲滾輪(19)包括主動(dòng)滾輪組和從動(dòng)滾輪組，所述主動(dòng)滾輪組包括兩個(gè)均由送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(14)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)且轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的主動(dòng)滾輪，所述從動(dòng)滾輪組包括兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反且分別位于被加工絲材(2)兩側(cè)的從動(dòng)滾輪，所述主動(dòng)滾輪組位于所述從動(dòng)滾輪組一側(cè)，兩個(gè)所述主動(dòng)滾輪分別位于被加工絲材⑵兩側(cè)； 所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括對(duì)被加工絲材(2)的送絲速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的速度檢測(cè)單元(18)和對(duì)送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(14)進(jìn)行控制的送絲速度控制器(20)，所述速度檢測(cè)單元(18)與送絲速度控制器(20)連接。6.按照權(quán)利要求1或2所述的一種等離子熔鑄快速成型設(shè)備，其特征在于:多個(gè)所述打印平臺(tái)的所述打印臺(tái)位置調(diào)整裝置為三軸數(shù)控機(jī)床(16); 所述等離子體發(fā)生器產(chǎn)生的等離子束的中心軸線與豎直面之間的夾角不大于45° ;所述打印距離調(diào)節(jié)裝置為沿所述等離子束的中心軸線對(duì)所述噴頭進(jìn)行上下調(diào)整的上下調(diào)整裝置(17)，所述距離檢測(cè)單元(8)為對(duì)沿所述等離子束的中心軸線從所述噴頭的出口到水平打印臺(tái)(4)之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的距離檢測(cè)裝置。7.一種利用如權(quán)利要求1所述快速成型設(shè)備對(duì)待成型工件進(jìn)行快速成型的方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 步驟一、待成型工件三維立體模型獲取及分層切片處理:對(duì)多個(gè)所述待成型工件(3)分別進(jìn)行三維立體模型獲取及分層切片處理； 其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件(3)進(jìn)行三維立體模型獲取及分層切片處理時(shí)，均采用數(shù)據(jù)處理設(shè)備且調(diào)用圖像處理模塊獲取該待成型工件(3)的三維立體模型，再調(diào)用分層切片模塊對(duì)該待成型工件(3)的三維立體模型進(jìn)行分層切片，并獲得該待成型工件(3)的多個(gè)分層截面圖像；多個(gè)所述分層截面圖像為對(duì)該待成型工件(3)的三維立體模型進(jìn)行分層切片后獲得多個(gè)分層截面的圖像，多個(gè)所述分層截面由下至上均勻布設(shè)； 多個(gè)待成型工件(3)的高度均相同；對(duì)多個(gè)所述待成型工件(3)的三維立體模型進(jìn)行分層切片時(shí)，分層厚度均相同且所獲得分層截面圖像的數(shù)量均相同； 步驟二、掃描路徑填充:對(duì)步驟一中多個(gè)所述待成型工件(3)分別進(jìn)行掃描路徑填充處理； 其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件(3)進(jìn)行掃描路徑填充處理時(shí)，均采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備且調(diào)用所述圖像處理模塊，對(duì)步驟一中獲得的該待成型工件(3)的多個(gè)所述分層截面圖像分別進(jìn)行處理，并完成多個(gè)所述分層截面的掃描路徑填充過(guò)程，獲得多個(gè)所述分層截面的掃描路徑； 步驟三、打印路徑獲取及下傳:采用所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備分別獲取步驟一中多個(gè)所述待成型工件(3)的打印路徑； 其中，獲取任一個(gè)所述待成型工件(3)的打印路徑時(shí)，所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備均根據(jù)步驟二中獲得的該待成型工件(3)的多個(gè)所述分層截面的掃描路徑，獲得該待成型工件(3)的多個(gè)所述分層截面的打印路徑，且每個(gè)所述分層截面的打印路徑均與該分層截面的掃描路徑相同； 步驟四、由下至上逐層打印:對(duì)多個(gè)所述待成型工件(3)同步進(jìn)行由下至上逐層打?。黄渲?，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件(3)進(jìn)行由下至上逐層打印時(shí)，均根據(jù)步驟三中獲得的該待成型工件(3)的多個(gè)所述分層截面的打印路徑由下至上逐層進(jìn)行打印，獲得由多個(gè)成型層由下至上堆疊而成的工件成品；多個(gè)所述成型層中位于最底部的成型層為底層；所述成型層的數(shù)量與步驟一中該待成型工件(3)的所述分層截面的數(shù)量相同，多個(gè)所述成型層的布設(shè)位置分別與多個(gè)所述分層截面的布設(shè)位置一一對(duì)應(yīng)且其層厚均相同，所述成型層的層厚與相鄰兩個(gè)所述分層截面之間的距離相同，步驟三中該待成型工件(3)的多個(gè)所述分層截面的打印路徑分別為多個(gè)所述成型層的打印路徑； 對(duì)多個(gè)所述待成型工件(3)同步進(jìn)行由下至上逐層打印時(shí)，過(guò)程如下: 步驟401、底層打印:對(duì)多個(gè)所述待成型工件(3)的底層分別進(jìn)行打印，且多個(gè)所述待成型工件(3)的底層打印方法均相同；待多個(gè)所述待成型工件(3)的底層均打印完成后，進(jìn)入步驟402 ； 其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件(3)的底層進(jìn)行打印時(shí)，均包括以下步驟: 步驟4011、行走移位:通過(guò)行走控制器(26)對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)(25)分別進(jìn)行控制，將供該待成型工件(3)打印的所述打印平臺(tái)移至所述等離子束流加工系統(tǒng)的正下方；此時(shí)，位于所述等離子束流加工系統(tǒng)正下方的所述打印平臺(tái)為待控制平臺(tái)； 步驟4012、打印:所述位置調(diào)整控制器(15)根據(jù)步驟三中所獲取的該待成型工件(3)的當(dāng)前所打印成型層的打印路徑，對(duì)所述待控制平臺(tái)的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置進(jìn)行控制并帶動(dòng)水平打印臺(tái)(4)在水平面上進(jìn)行移動(dòng)；所述水平打印臺(tái)(4)移動(dòng)過(guò)程中，所述等離子束流加工系統(tǒng)將內(nèi)帶熔融液流的等離子束流連續(xù)噴至水平打印臺(tái)(4)上；待熔融液流均凝固后，完成當(dāng)前所打印成型層的打印過(guò)程； 步驟402、上一層打印:對(duì)多個(gè)所述待成型工件(3)的上一個(gè)成型層分別進(jìn)行打印，且多個(gè)所述待成型工件(3)的上一個(gè)成型層的打印方法均相同； 其中，對(duì)任一個(gè)所述待成型工件(3)的上一個(gè)成型層進(jìn)行打印時(shí)，均包括以下步驟:步驟4021、行走移位及水平打印臺(tái)下移:先通過(guò)行走控制器(26)對(duì)多個(gè)所述打印平臺(tái)的電動(dòng)行走機(jī)構(gòu)(25)分別進(jìn)行控制，將供該待成型工件(3)打印的所述打印平臺(tái)移至所述等離子束流加工系統(tǒng)的正下方；此時(shí)，位于所述等離子束流加工系統(tǒng)正下方的所述打印平臺(tái)為待控制平臺(tái)；之后，所述位置調(diào)整控制器(15)通過(guò)控制所述待控制平臺(tái)的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置，帶動(dòng)水平打印臺(tái)(4)在豎直方向上進(jìn)行一次向下移動(dòng)且向下移動(dòng)高度與所述成型層的層厚相同； 步驟4022、打印及同步溫控:所述位置調(diào)整控制器(15)根據(jù)步驟三中所獲取的該待成型工件(3)的當(dāng)前所打印成型層的打印路徑，對(duì)所述待控制平臺(tái)的打印臺(tái)位置調(diào)整裝置進(jìn)行控制并帶動(dòng)水平打印臺(tái)(4)在水平面上進(jìn)行移動(dòng)；所述水平打印臺(tái)(4)移動(dòng)過(guò)程中，所述等離子束流加工系統(tǒng)將內(nèi)帶熔融液流的等離子束流連續(xù)噴至當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面上；待熔融液流均凝固后，完成當(dāng)前所打印成型層的打印過(guò)程； 本步驟中，所述水平打印臺(tái)(4)移動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)溫度檢測(cè)單元(9)對(duì)當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)溫度信息同步傳送至打印距離調(diào)節(jié)控制器(10)，同時(shí)通過(guò)距離檢測(cè)單元(8)對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)的距離信息同步傳送至打印距離調(diào)節(jié)控制器(10);所述打印距離調(diào)節(jié)控制器(10)根據(jù)溫度檢測(cè)單元(9)所檢測(cè)的溫度信息且通過(guò)控制所述打印距離調(diào)節(jié)裝置對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，使當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面溫度不高于該待成型工件(3)的材質(zhì)熔點(diǎn)的0.6倍； 步驟4012和步驟4022中所述水平打印臺(tái)(4)移動(dòng)過(guò)程中，所述送絲裝置將被加工絲材(2)連續(xù)送出，同時(shí)通過(guò)所述等離子束流加工系統(tǒng)產(chǎn)生的等離子束對(duì)被加工絲材(2)的熔化端進(jìn)行熔化，并使得所述熔化端熔化形成的熔融液滴連續(xù)并形成液流；所述液流分布于所述等離子束內(nèi)，形成內(nèi)帶熔融液流的等離子束流； 步驟403、多次重復(fù)步驟402，直至完成多個(gè)所述待成型工件(3)的所有成型層的打印過(guò)程，獲得打印完成的多個(gè)所述待成型工件(3)的工件成品。8.按照權(quán)利要求7所述的對(duì)待成型工件進(jìn)行快速成型的方法，其特征在于:步驟四中由下至上逐層打印之前，步驟一中所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備先根據(jù)預(yù)先建立的材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離數(shù)據(jù)庫(kù)，并結(jié)合通過(guò)參數(shù)輸入單元預(yù)先輸入的多個(gè)所述待成型工件(3)的材質(zhì)名稱，對(duì)各待成型工件(3)的基礎(chǔ)打印距離分別進(jìn)行確定；所述參數(shù)輸入單元與所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備相接； 所述材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有多種材質(zhì)的材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離信息，每種所述材質(zhì)的材質(zhì)熔點(diǎn)及打印距離信息均包括該種材質(zhì)的名稱、熔點(diǎn)和基礎(chǔ)打印距離；所述基礎(chǔ)打印距離為5mm?1000mm，且材質(zhì)熔點(diǎn)越高，基礎(chǔ)打印距離越近； 步驟4012中進(jìn)行打印之前，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器(10)根據(jù)距離檢測(cè)單元(8)所檢測(cè)的距離信息且通過(guò)控制所述待控制平臺(tái)的所述打印距離調(diào)節(jié)裝置，將所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離調(diào)節(jié)為該待成型工件(3)的所述基礎(chǔ)打印距離；步驟4012中打印過(guò)程中，所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離為該待成型工件(3)的所述基礎(chǔ)打印距離； 步驟4022中進(jìn)行打印及同步溫控之前，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器(10)根據(jù)距離檢測(cè)單元(8)所檢測(cè)的距離信息并結(jié)合水平打印臺(tái)(4)的向下移動(dòng)次數(shù)與每次向下移動(dòng)高度，且通過(guò)控制所述待控制平臺(tái)的所述打印距離調(diào)節(jié)裝置，將所述噴頭的出口與當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面之間的距離調(diào)節(jié)為該待成型工件(3)的所述基礎(chǔ)打印距離；步驟4022中對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，所述打印距離調(diào)節(jié)控制器(10)根據(jù)溫度檢測(cè)單元(9)所檢測(cè)的溫度信息并結(jié)合距離檢測(cè)單元(8)所檢測(cè)的距離信息對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，使當(dāng)前已打印好的下一個(gè)所述成型層的上表面溫度控制在該待成型工件(3)的材質(zhì)熔點(diǎn)的0.1倍?0.6倍之間；并且，對(duì)所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，調(diào)節(jié)幅度為5mm?60mm，且該待成型工件(3)的材質(zhì)恪點(diǎn)越尚，調(diào)節(jié)幅度越??； 所述距離檢測(cè)單元(8)所檢測(cè)的距離信息為所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離。9.按照權(quán)利要求7或8所述的對(duì)待成型工件進(jìn)行快速成型的方法，其特征在于:所述送絲裝置包括上部纏繞有被加工絲材(2)的絲盤(6)、對(duì)被加工絲材(2)進(jìn)行輸送的送絲機(jī)構(gòu)和對(duì)所述送絲機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(14)，所述送絲機(jī)構(gòu)位于絲盤(6)內(nèi)側(cè)且與所述送絲機(jī)構(gòu)連接；所述絲盤￠)同軸安裝在轉(zhuǎn)軸上且能繞所述轉(zhuǎn)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述監(jiān)控系統(tǒng)還包括對(duì)所述等離子體發(fā)生器進(jìn)行控制的等離子發(fā)生控制器(7)、對(duì)供氣管(5)的氣體流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的氣體流量檢測(cè)單元(11)、對(duì)供氣管(5)上安裝的流量調(diào)節(jié)閥(24)進(jìn)行控制的氣體流量控制器(12)、對(duì)被加工絲材(2)的送絲速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的速度檢測(cè)單元(18)和對(duì)送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(14)進(jìn)行控制的送絲速度控制器(20)，所述速度檢測(cè)單元(18)與送絲速度控制器(20)連接，所述等離子發(fā)生控制器(7)與所述等離子體發(fā)生器連接，所述氣體流量檢測(cè)單元(11)與氣體流量控制器(12)連接，所述距離檢測(cè)單元(8)與氣體流量控制器(12)連接； 步驟四中由下至上逐層打印之前，步驟一中所述數(shù)據(jù)處理設(shè)備先根據(jù)預(yù)先建立的氣體流量及送絲速度數(shù)據(jù)庫(kù)，并結(jié)合預(yù)先設(shè)定的所述成型層的層厚，對(duì)供氣管(5)的基礎(chǔ)氣體流量和所述送絲裝置的送絲速度進(jìn)行確定； 所述氣體流量及送絲速度數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)有多種不同層厚的成型層所需的送絲速度和基礎(chǔ)氣體流量；所述基礎(chǔ)氣體流量為5ml/min?500ml/min，且所述送絲裝置的送絲速度越大，所述基礎(chǔ)氣體流量越大； 步驟4012和步驟4022中所述水平打印臺(tái)(4)移動(dòng)過(guò)程中，所述速度檢測(cè)單元(18)對(duì)所述送絲裝置的送絲速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)信息同步傳送至送絲速度控制器(20)，所述送絲速度控制器(20)根據(jù)預(yù)先確定的所述送絲裝置的送絲速度并結(jié)合速度檢測(cè)單元(18)所檢測(cè)信息對(duì)送絲驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(14)進(jìn)行控制，使所述送絲裝置的送絲速度均與預(yù)先確定的送絲速度相同； 步驟4012中進(jìn)行打印之前，所述氣體流量控制器(12)根據(jù)氣體流量檢測(cè)單元(11)所檢測(cè)信息且通過(guò)控制流量調(diào)節(jié)閥(24)將供氣管(5)的氣體流量調(diào)整為所述基礎(chǔ)氣體流量；步驟4012中打印過(guò)程中，所述供氣管(5)的氣體流量為所述基礎(chǔ)氣體流量； 步驟4022中進(jìn)行打印及同步溫控過(guò)程中，所述氣體流量控制器(12)根據(jù)氣體流量檢測(cè)單元(11)所檢測(cè)信息并結(jié)合距離檢測(cè)單元(8)所檢測(cè)距離信息，且通過(guò)控制流量調(diào)節(jié)閥(24)對(duì)供氣管(5)的氣體流量進(jìn)行增減調(diào)整；并且，所述噴頭的出口與所述待控制平臺(tái)的水平打印臺(tái)(4)之間的距離越大，所述供氣管(5)的氣體流量越大。10.按照權(quán)利要求7或8所述的對(duì)待成型工件進(jìn)行快速成型的方法，其特征在于:步驟.4012和步驟4022中所述水平打印臺(tái)(4)移動(dòng)過(guò)程中，所述被加工絲材(2)的送絲速度為.0.lm/min?10m/min，所述被加工絲材(2)的直徑為0.02mm?1mm ;所述被加工絲材(2)的直徑越大，送絲速度越慢；且被加工絲材(2)的材質(zhì)熔點(diǎn)越高，送絲速度越慢； 步驟四中由下至上逐層打印之前，將被加工絲材(4)的熔化端與水平打印臺(tái)(4)之間的距離調(diào)整為預(yù)先設(shè)定的送絲高度，所述送絲高度為5mm?100mm ;步驟四中由下至上逐層打印過(guò)程中，被加工絲材(2)的熔化端位置不動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK105922568SQ201510788746
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日
【發(fā)明人】華云峰
【申請(qǐng)人】中研智能裝備有限公司