[发明专利]一种用于大尺寸工件制造的增材制造系统

权利要求书

1.一种用于大尺寸工件制造的增材制造系统，其特征在于：包括用于对增材制造出的工件进行支撑的成形台、用于在成形台上铺设增材制造用原料金属粉末的粉材铺设机构、用于利用汇聚于一点的激光光束对原料金属粉末进行熔融后在成形台上堆叠成工件的3D打印头，所述3D打印头固定设置在所述成形台上方；还包括用于驱动成形台和所述粉材铺设机构在所述3D打印头下方同步运动的运动机构；用于将3D打印用原料金属丝材输送至所述成形台的丝材输送机构；

所述增材制造系统还包括机架，所述3D打印头设置在机架顶部，所述成形台和粉材铺设机构设置在机架内位于3D打印头下方；所述运动机构安装在所述机架上；且所述3D打印头包括若干激光发生单元，所述若干激光发生单元沿球面分布，使得若干激光发生单元发出的激光光束汇聚于一点在所述成形台上形成固定的成形工位；而所述丝材输送机构设置在若干激光发生单元的中心位置，使得所述丝材输送机构输送出来的原料金属丝材能通过所述若干激光发生单元的激光汇聚点；

所述成形台包括竖直安装的成形缸，所述成形缸内设置有可沿成形缸升降的台体，所述台体顶端固定有成形基板；

所述运动机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构；还包括底台，所述Z轴运动机构带动底台升降；所述X轴运动机构安装在底台上，所述Y轴运动机构安装在X轴运动机构上；所述增材制造系统还包括固定在Y轴运动机构上的安装支架，所述成形台和粉材铺设机构固定在安装支架上；

其中，所述运动机构具体用于当通过所述粉材铺设机构在所述成形台上铺粉后，驱动成形台根据第一预设路径在固定安装的3D打印头下方沿X轴和Y轴方向移动，从而在成形台上进行粉基增材制造区域的制造成形；然后，当通过丝材输送机构输送丝材至成形台后，驱动成形台根据第二预设路径在3D打印头下方沿X轴和Y轴方向移动，从而在成形台上进行丝基增材制造区域的制造成形，得到粉基与丝基混合增材制造层；

所述若干激光发生单元的激光汇聚点一侧设置有输气装置，用于在增材制造成形过程中向成形工位输送气氛保护气体；

所述若干激光发生单元的激光汇聚点一侧设置有吸尘装置；

所述增材制造系统还包括用于对增材制造情况进行监测观察的监测观察装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸工件制造的增材制造系统，其特征在于：所述粉材铺设机构包括用于盛装原料粉末的送粉缸，所述送粉缸开口向上并且送粉缸内设置有可沿送粉缸运动的送粉台，所述送粉台可将送粉缸内的原料粉末推至送粉缸开口处；所述粉材铺设机构还包括刮粉刀，所述刮粉刀可通过往复运动将送粉缸开口处的原料粉末推至成形台上。

3.根据权利要求2所述的一种用于大尺寸工件制造的增材制造系统，其特征在于：所述粉材铺设机构还包括余粉收集缸，所述余粉收集缸和送粉缸分设于成形台两侧，使得刮粉刀在进行往复运动时可依次经过送粉缸、成形台、余粉收集缸。

4.根据权利要求2所述的一种用于大尺寸工件制造的增材制造系统，其特征在于：所述粉材铺设机构还包括用于驱动刮粉刀进行往复运动的驱动装置；所述驱动装置包括丝杠以及与丝杠螺纹配合的螺套，还包括与丝杠平行的导向杆，所述刮粉刀两端分别固定在螺套和导向杆上；所述丝杠由电机带动旋转。