[发明专利]一种可转动成型平台式等离子金属丝材3D打印设备与方法

权利要求书

1.一种可转动成型平台式等离子金属丝材3D打印设备，包括等离子枪(15)、等离子枪驱动机构、中央控制系统(6)、导轨支撑架(13)、成型基台(14)；所述等离子枪(15)由等离子枪驱动机构搭载，等离子枪驱动机构搭载等离子枪(15)在导轨支撑架(13)上运动；其特征在于：所述成型基台(14)为X-Y轴向旋转式成型基台，通过X-Y轴向旋转以改变成型基台平面的倾斜方向；

所述等离子枪驱动机构包括Z轴方向运动导轨(7)、Z轴方向运动控制器(8)、X轴方向运动控制器(9)、X轴方向运动导轨(10)、Y轴方向运动控制器(11)、Y轴方向固定导轨(12)；所述Y轴方向固定导轨(12)为两条，并相对固定在导轨支撑架(13)顶部两侧；

所述X轴方向运动导轨(10)的两端通过Y轴方向运动控制器(11)安装在Y轴方向固定导轨(12)上；X轴方向运动控制器(9)安装在X轴方向运动导轨(10)上；所述Z轴方向运动控制器(8)一端安装在X轴方向运动控制器(9)上，另一端安装在Z轴方向运动导轨(7)上；

所述Z轴方向运动导轨(7)和Z轴方向运动控制器(8)组成了等离子枪(15)的Z轴方向驱动；

X轴方向运动导轨(10)和X轴方向运动控制器(9)组成了等离子枪(15)的X轴方向驱动；

所述Y轴方向运动控制器(11)和Y轴方向固定导轨(12)组成了等离子枪(15)的Y轴方向驱动。

2.根据权利要求1所述可转动成型平台式等离子金属丝材3D打印设备，其特征在于：所述X-Y轴向旋转式成型基台包括一个安装在其下部的X-Y轴框架式旋转控制机构(16)，该成型基台平面在X、Y方向的倾斜角度由X-Y轴框架式旋转控制机构(16)控制。

3.根据权利要求2所述可转动成型平台式等离子金属丝材3D打印设备，其特征在于：所述X-Y轴框架式旋转控制机构(16)，包括X-Y轴旋转框架(17)、X轴旋转控制电机(18)和Y轴旋转控制电机(19)；

所述X-Y轴旋转框架(17)的其中两个相对边框，通过基座(20)的X向转轴支撑；所述X-Y轴旋转框架(17)的另外两个相对边框，通过支撑顶座(21)的Y向转轴支撑；

所述X轴旋转控制电机(18)控制X-Y轴旋转框架(17)绕X轴旋转，Y轴旋转控制电机(19)控制X-Y轴旋转框架(17)绕Y轴旋转。

4.根据权利要求3所述可转动成型平台式等离子金属丝材3D打印设备，其特征在于：所述X轴旋转控制电机(18)和Y轴旋转控制电机(19)均可正反转动，进而改变型基台平面在XY方向的倾斜角度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述可转动成型平台式等离子金属丝材3D打印设备，其特征在于该可转动成型平台式等离子金属丝材3D打印设备还包括：金属丝材送丝机(4)、金属丝材存储箱(5)、高压保护气瓶(2)、等离子枪冷水机(3)；所述金属丝材送丝机(4)用于将金属丝材以恒定速率输送至等离子枪(15)的弧外填丝器内；所述高压保护气瓶(2)用于加工过程中提供保护气体，等离子枪冷水机(3)用于加工过程中冷却等离子枪(15)。

6.权利要求1至5中任一项所述可转动成型平台式等离子金属丝材3D打印设备的运行方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：将处理好的加工数据导入中央控制系统(6)，并设置好相关加工参数；

步骤二：启动等离子枪驱动机构，调整等离子枪(15)和X-Y轴向旋转式成型基台(14)，使其位于初始状态；

步骤三：等离子枪(15)在中央控制系统(6)的控制下，按照预定规律运动方向，并产生出微束等离子弧，金属丝材经过金属丝材存储箱(5)、金属丝材送丝机(4)和弧外填丝器并以设定速率送入微束等离子弧内熔化堆积在X-Y轴向旋转式成型基台的成型平面上；

步骤四：根据成型件外形特点，调整X-Y轴向旋转式成型基台的倾斜角度；

步骤五：当成型件第一层截面加工完毕后，重复步骤二至步骤四，直至成型件加工完毕。

7.根据权利要求6所述可转动成型平台式等离子金属丝材3D打印设备的运行方法，其特征在于：步骤三所述预定规律运动方向包括X、Y、Z三个方向。