[发明专利]一种金属零件的增减材复合制造装备及方法

权利要求书

1.一种金属零件的增减材复合制造装备，其特征在于，该装备包括增材制造组件、减材制造组件、气氛调控组件和控制系统；

所述增材制造组件为激光选区熔化装置，用于对待加工零件实施激光选区熔化；所述减材制造组件包括铣削刀具传动系统和铣削刀具(4)，用于对已熔化成形的金属零件切片层实施机械加工；所述气氛调控组件用于在零件制造过程中为激光辐照区域提供保护气体和清除激光辐照区域产生的金属烟尘；所述控制系统用于处理待成形金属零件CAD模型，生成增材制造组件与减材制造组件的加工轨迹，并驱动装备各部分的运行；

所述铣削刀具传动系统为五轴联动龙门机床，由卧式床身(1)、门式框架(2)和吊臂(3)构成；其中，门式框架(2)横跨可沿左右方向伸缩的卧式床身(1)；吊臂(3)安装在门式框架(2)的上部，可沿前后方向与竖直方向滑动；铣削刀具(4)安装于吊臂(3)下方；所述激光选区熔化装置包括基座(5)、工作平台(6)、铺粉器(7)、成形缸(8)、第一储粉室(9)、第二储粉室(10)、激光扫描发生器(11)、第一铺粉导轨(12)、第二铺粉导轨(13)、第一扫描导轨(14)、第二扫描导轨(15)、基板(16)、活塞(17)、第一储粉室支架(18)、第二储粉室支架(19)、工作平台支撑柱(20)和扫描导轨支撑柱(21)；其中，基座(5)安装于卧式床身(1)的上表面，可通过卧式床身(1)的伸缩及吊臂(3)的滑动实现与铣削刀具(4)沿左右、前后及竖直方向的相对移动；工作平台(6)通过工作平台支撑柱(20)安装于基座(5)上方；第一铺粉导轨(12)与第二铺粉导轨(13)分别安装于工作台(6)上表面的前后两端，两者可带动与其相连的铺粉器(7)在工作平台(6)上表面沿左右方向往复运动；第一储粉室(9)与第二储粉室(10)分别开设于铺粉器(7)运动轨迹左右两侧的上方，并分别通过第一储粉室支架(18)与第二储粉室支架(19)与工作台(6)的上表面相连；N个自左至右排列的成形缸(8)均匀开设于工作平台(6)上表面由第一铺粉导轨(12)、第二铺粉导轨(13)、第一储粉室(9)竖直投影和第二储粉室(10)竖直投影所围的区域，N≥1；活塞(17)安装于每一个成形缸(8)的缸体底部，基板(16)安装于活塞(17)上方，可在活塞(17)带动下在成形缸(8)的缸体内部沿竖直方向升降；第一扫描导轨(14)与第二扫描导轨(15)通过扫描导轨支撑柱(21)安装于基座(5)上方，两者可带动与其相连的激光扫描发生器(11)在工作平台(6)上方沿左右方向往复运动；第一扫描导轨(14)、第二扫描导轨(15)和激光扫描发生器(11)的高度低于门式框架(2)的横梁；激光扫描发生器(11)内部含有M个扫描振镜系统(22)，M≥1；

或者，

所述铣削刀具传动系统包括第一铣削导轨(23)、第二铣削导轨(24)、铣削横梁(25)、铣削滑块(26)、铣削导轨支撑柱(27)和吊臂(3)；其中，第一铣削导轨(23)与第二铣削导轨(24)分别通过铣削导轨支撑柱(27)安装于所述激光选区熔化装置的基座(5)上表面的前后两端，第一铣削导轨(23)与第二铣削导轨(24)可带动与其相连的铣削横梁(25)沿左右方向往复运动；第一铣削导轨(23)与第二铣削导轨(24)的高度高于第一扫描导轨(14)、第二扫描导轨(15)和激光扫描发生器(11)；铣削滑块(26)与铣削横梁(25)相连，可沿前后方向滑动；吊臂(3)与铣削滑块(26)相连，可沿竖直方向滑动；铣削刀具(4)安装于吊臂(3)下方；所述增材制造组件包括基座(5)、工作平台(6)、铺粉器(7)、成形缸(8)、第一储粉室(9)、第二储粉室(10)、激光扫描发生器(11)、第一铺粉导轨(12)、第二铺粉导轨(13)、第一扫描导轨(14)、第二扫描导轨(15)、基板(16)、活塞(17)、第一储粉室支架(18)、第二储粉室支架(19)、工作平台支撑柱(20)和扫描导轨支撑柱(21)；其中，基座(5)位于装备最底部；工作平台(6)通过工作平台支撑柱(20)安装于基座(5)上方；第一铺粉导轨(12)与第二铺粉导轨(13)分别安装于工作台(6)上表面的前后两端，两者可带动与其相连的铺粉器(7)在工作平台(6)上表面沿左右方向往复运动；第一储粉室(9)与第二储粉室(10)分别开设于铺粉器(7)运动轨迹左右两侧的上方，并分别通过第一储粉室支架(18)与第二储粉室支架(19)与工作台(6)的上表面相连；N个自左至右排列的成形缸(8)均匀开设于工作平台(6)上表面由第一铺粉导轨(12)、第二铺粉导轨(13)、第一储粉室(9)竖直投影和第二储粉室(10)竖直投影所围的区域，N≥1；活塞(17)安装于每一个成形缸(8)的缸体底部，基板(16)安装于活塞(17)上方，可在活塞(17)带动下在成形缸(8)的缸体内部沿竖直方向升降；第一扫描导轨(14)与第二扫描导轨(15)通过扫描导轨支撑柱(21)安装于基座(5)上方，两者可带动与其相连的激光扫描发生器(11)在工作平台(6)上方沿左右方向往复运动；激光扫描发生器(11)内部含有M个扫描振镜系统(22)，M≥1。