[发明专利]数控机床动力驱动的3D打印头组件及三维支架制备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工设备及加工工艺，特别是涉及一种3D打印机的供料系统组件及快速成形方法，应用于机械制造和生物制造技术领域。

背景技术

数控机床加工精度高，自动化程度高，具有稳定的加工质量，加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间。数控的主轴转速根据被加工材料、刀具材质、刀具直径、加工性质等因素合理选择。数控铣床主轴转速的动力比电机动力更大，更加可控。数控机床为切削加工方式，对于昂贵材料的加工是一种浪费，并且不能重复利用材料，也不能进行复合式、复杂内部结构的加工。

3DP技术称为增量制造技术，即快速成形技术，诞生于20 世纪80 年代后期，区别于利用车、铣、钻、磨等传统加工方法的制造技术，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20 年来制造领域的一个重大成果。从削减式转变为叠加式制造，这一变化本质上是制造业数字化带来的。这种制造模式的变革是“第三次工业革命”五大特征之一。具有不受零件复杂程度限制，完全数字化控制等特点。制造出的零部件接近成品，只需要很少后期加工或者几乎不需要后期加工。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用，如在髋关节或牙齿，或一些飞机零部件方面，已经有使用这种技术打印而成的零部件，并且增量制造技术在铸造、模具快速制造、微纳结构快速制造以及生物制造等行业有着切实的应用前景。

3DP技术的特点：

1.制造原型所用的材料不限，各种金属和非金属材料均可使用。

2.原型的复制性、互换性高。

3.制造工艺与制造原型的几何形状无关，在加工复杂曲面时更显优越。

4.加工周期短，成本低，成本与产品复杂程度无关，一般制造费用降低50%，加工周期节约70%以上。

5.高度技术集成，可实现了设计制造一体化。

这种制造技术将会给“第三次工业革命”带来新的契机。这种新技术也改变了传统制造技术路线。但是针对工具头利用3DP具体的技术即挤出成形技术有着显著的缺点。即材料和复杂的结构受到限制，工艺控制性差，成形精度不高，机床定位精度不高，难于一体化成形支架等问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种数控机床动力驱动的3D打印头组件，在原有的数控机床的切削功能的基础上，还可以通过安装本发明数控机床动力驱动的3D打印头组件，增加实现增材制造的功能，特别是针对复杂结构和复杂材料更加有利，扩大了数控机床的应用领域，不需要额外增加更多设备改造成本，就能拓展数控机床的应用领域。采用本发明数控机床动力驱动的3D打印头组件，结合原有的数控机床，实现不同制造工艺装备组件的一体化，能够制备复杂的三维支架，操作简单，灵活性好，工艺可控性好，智能化程度高，有效提高了制备支架的精度和速度，节省制造三维支架成形时间。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：