[实用新型]一种增材制造机构和增材制造装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术领域，尤其为一种增材制造机构和增材制造装置以及增材制造方法。

背景技术

增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除－切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。近二十年来，AM技术取得了快速的发展，“快速原型制造（Rapid Prototyping）”、“三维打印(3D Printing )”、“实体自由制造(Solid Free-form Fabrication) ”之类各异的叫法分别从不同侧面表达了这一技术的特点。金属增材制造被誉为3D打印行业皇冠上的明珠，可直接制造零件，适合小批量个性化形状复杂的产品制造，复杂模具型腔制造，人体医学定制等等。尽管增材制造有诸多亮点与有点，但是其所生产的零件及部件存在一定的缺陷，其机械力学性能无法与普通加工件相媲美。

发明内容

本实用新型目的在于解决上述技术问题，提供了一种增材制造机构和增材制造装置以及增材制造方法，具体由以下技术方案实现：

一种增材制造机构，包括焊枪、箱体以及摩擦锻造轴，所述焊枪垂直连接于箱体的一侧，该焊枪为同轴热丝TIG焊枪；所述摩擦锻造轴可转动地垂直连接于所述箱体内部并且摩擦锻造轴的下端穿出所述箱体，所述箱体内设置有驱动所述摩擦锻造轴转动的传动机构。

所述的增材制造机构，其进一步设计在于，所述箱体的下部向下延伸形成安装筒，所述安装筒内纵向分布有若干组推力球轴承，所述摩擦锻造轴经由所述推力球轴承转动设置于所述安装筒内。

所述的增材制造机构，其进一步设计在于，所述摩擦锻造轴位于箱体的上端连接有第一伞齿轮，并且该第一伞齿轮于水平转动设置于箱体一侧的第二伞齿轮啮合，所述第一伞齿轮、第二伞齿轮形成所述传动机构。

所述的增材制造机构，其进一步设计在于，所述箱体的一侧纵向分布有若干横向延伸的夹持架，所述焊枪经过所述夹持架固定设置于箱体的一侧。

一种增材制造装置，包括：焊枪、箱体、摩擦锻造轴、第一移动机构、第二移动机构以及第三移动机构，所述焊枪垂直连接于箱体的一侧，该焊枪为同轴热丝TIG焊枪；所述摩擦锻造轴可转动地垂直连接于所述箱体内部并且摩擦锻造轴的下端穿出所述箱体，所述箱体内设置有驱动所述摩擦锻造轴转动的传动机构；所述第一移动机构驱动所述箱体在水平面内作纵向移动，所述第二移动机构驱动所述箱体在水平面内作横向移动，所述第三移动机构驱动所述箱体做竖直移动。

所述的增材制造装置，其进一步设计在于，所述第一移动机构为龙门架，所述箱体滑动设置于所述龙门架的下侧；所述第二移动机构为横向设置于所述龙门架上的横向滚珠丝杠机构，该第二移动机构驱动所述箱体沿龙门架横向滑动；所述第三移动机构为竖向连接于所述龙门架的竖向滚珠丝杠机构，该第三移动机构驱动所述箱体作竖向移动。

所述的增材制造装置，其进一步设计在于，所述箱体的下部向下延伸形成安装筒，所述安装筒内纵向分布有若干组推力球轴承，所述摩擦锻造轴经由所述推力球轴承转动设置于所述安装筒内。

所述的增材制造装置，其进一步设计在于，所述摩擦锻造轴位于箱体的上端连接有第一伞齿轮，并且该第一伞齿轮于水平转动设置于箱体一侧的第二伞齿轮啮合，所述第一伞齿轮、第二伞齿轮形成所述传动机构。

所述的增材制造装置，其进一步设计在于，所述箱体的一侧纵向分布有若干横向延伸的夹持架，所述焊枪经过所述夹持架固定设置于箱体的一侧。

一种增材制造方法，该方法采用一种增材制造装置，该增材制造装置包括：焊枪、箱体、摩擦锻造轴、第一移动机构、第二移动机构以及第三移动机构，所述焊枪垂直连接于箱体的一侧，该焊枪为同轴热丝TIG焊枪；所述摩擦锻造轴可转动地垂直连接于所述箱体内部并且摩擦锻造轴的下端穿出所述箱体，所述箱体内设置有驱动所述摩擦锻造轴转动的传动机构；所述第一移动机构驱动所述箱体在水平面内作纵向移动，所述第二移动机构驱动所述箱体在水平面内作横向移动，所述第三移动机构驱动所述箱体做竖直移动；所述增材制造方法具体包括如下步骤：利用第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构驱使装置靠近工作平台使得焊枪以及摩擦锻造轴与工作平台相对；接通焊枪电源，焊枪（10）与工作平台之间起弧，送丝机构供给焊丝，同时枪内持续供应保护气体，焊丝熔融于工作平台上，在工作平台的表面完成最初的增材形成金属构件坯料；摩擦锻造轴在其驱动机构的作用下转动，与此同时，整个装置第三移动机构的驱动下作竖直向下的运动，对金属构件坯料产生挤压力，实现摩擦锻造功能。