[实用新型]一种复合加热的3D打印机

说明书

本实用新型属于金属零件成型的技术领域，公开了一种复合加热的3D打印机。该3D打印机包括用于加热金属丝材的第一加热机构和第二加热机构，金属丝材先后被第一加热机构和第二加热机构加热，第一加热机构为电磁感应加热机构，第二加热机构为激光器、电子发射器或等离子体发生器。本实用新型通过先利用电磁感应热源对金属丝材加热，起到了预热和保温的效果，使得挤出的金属丝材与未被挤出的金属丝材的温度差较小，提升了金属丝材的层间结合性能；再利用激光束和电子束等高能量密度热源对金属丝材进一步加热，保证了金属丝材具有更好的层间结合效果，从而有效解决了现有采用单一热源打印机制备的成型件的层间结合效果不好的问题。

技术领域

本实用新型涉及金属零件成型的技术领域，尤其涉及一种复合加热的3D打印机。

背景技术

增材制造(Additive Manufacture)，俗称3D打印，以自由成形、复杂结构物件、缩短产品开发周期占优，在汽车行业、航空航天工业、个性化消费品行业、电子电路行业的影响力日渐增强。其中金属直接能量沉积技术(Direct Energy Deposition)的应用已十分广泛，尤其是在航空航天结构部件的生产和修复领域。

目前直接能量沉积3D打印机主要使用激光、电子束和等离子体电弧等热源加热融化打印原料，形成固液共存态的金属，这几种加热方式需要高功率、高成本的发生器(如激光器)，所需电能成本和设备成本均很高。而且常见的直接能量沉积技术多使用粉末状原料，其制备成本高，且易燃易爆，不利于存储和运输。

同时，在单纯采用一种热源的情况下，新成型的一层固液共存态金属直接铺敷在已经冷却的前一层金属的表面上，两层金属间由于温差较大而无法有效地结合，从而导致成型件质量较差。

因此，亟待需要一种新型复合加热的3D打印机来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复合加热的3D打印机，以解决现有采用单一热源打印机制备的成型件的层间结合效果不好的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种复合加热的3D打印机，包括用于加热金属丝材的第一加热机构和第二加热机构，金属丝材先后被第一加热机构和第二加热机构加热，第一加热机构为电磁感应加热机构，第二加热机构为激光器、电子发射器或等离子体发生器。

作为优选，还包括用于矫直金属丝材的矫直器，矫直器包括用于矫直金属丝材在第一方向上形变的第一矫直器和用于矫直金属丝材在第二方向上形变的第二矫直器，第一方向和第二方向垂直。

作为优选，第一矫直器包括多个具有第一方向的转轴的第一滚轮，第二矫直器包括多个具有第二方向的转轴的第二滚轮，多个第一滚轮交错设置于金属丝材的两侧，多个第二滚轮交错设置于金属丝材的两侧。

作为优选，还包括用于收纳金属丝材的线卷和用于带动金属丝材由线卷经过矫直器的送丝机。

作为优选，送丝机下方依次设有打印头和打印平台，送丝机将金属丝材送入打印头内。

作为优选，电磁感应加热机构包括电磁感应线圈，电磁感应线圈位于打印头的端部。

作为优选，当第二加热机构为激光器时，激光器设于送丝机的底部，激光器发射出的激光束照射到位于电磁感应线圈下方的金属丝材上。

作为优选，还包括用于固定所述线卷、所述矫直器和所述送丝机的第一支撑架，以及用于固定所述电磁感应加热机构和所述第一支撑架的第二支撑架。

作为优选，所述第二支撑架由铝型材制成，且所述第二支撑架的底端设有多个用于辅助支撑的铝型材角件。

作为优选，还包括用于带动所述打印平台水平移动和竖直移动的驱动机构。

本实用新型的有益效果：