一种异质多材料增材制造系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107263858A(43)申请公布日2017.10.20(21)申请号201710534002.2B28B1/00(2006.01)(22)申请日2017.07.03B33Y30/00(2015.01)B33Y40/00(2015.01)(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人闫春泽陈鹏史玉升朱伟杨磊唐明晨文世峰张李超(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人梁鹏曹葆青(51)Int.Cl.B29C64/118(2017.01)B29C64/209(2017.01)B29C64/379(2017.01)B26D5/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种异质多材料增材制造系统(57)摘要本发明属于增材制造领域，并公开了一种异质多材料增材制造系统。该系统包括关节臂机器人、打印装置、减材装置和监测反馈装置，通过采用旋转式多喷头切换打印装置，以多个送丝打印机构旋转切换的方式进行多材料多工艺实时切换打印，实现了多材料多工艺的高效3D打印成形；双目立体视觉在线实时监测反馈装置及时反馈加工零部件的层层温度信息及三维轮廓信息并与原始模型对比标定，确定减材加工时机及相应减材加工参数。通过本发明，高精度高效率地实现增减材制造的协同配合，实现不同无机非金属复合材料大型复杂结构零部件的成形，同时，该系统结构简单，操作简单易于控制。CN107263858ACN107263858A权利要求书1/1页1.一种异质多材料增材制造系统，该系统包括关节臂机器人、打印装置(3)、监测反馈装置(4)和减材装置(5)，其特征在于，所述关节臂机器人包括均具有多个自由度的两只关节臂(21，22)，一只关节臂的末端与所述打印装置(3)连接，另外一只关节臂的末端与所述减材装置(5)连接；所述打印装置(3)采用旋转式的多个喷头的结构，每个喷头中设置有相同或者不同的无机非金属材料，通过旋转喷头实现不同喷头的切换的方式，从而实现多材料多工艺实时切换，进而实现异质多材料的三维打印成形；所述监测反馈装置(4)用于在加工过程中对待加工零件进行非接触式的实时视觉跟踪和温度测量，通过图像采集获取待加工零件的三维轮廓，并通过与待加工零件的原始模型对比得到相应的减材加工参数；所述减材装置(5)根据所述减材加工参数实施相应的减材加工。2.如权利要求1所述的一种异质多材料增材制造系统，其特征在于，所述监测反馈装置(4)包括两个CCD相机、两个带通滤光器、DLP投影仪、图像采集卡和两个非接触式的红外测温仪。3.如权利要求1或2所述的一种异质多材料增材制造系统，其特征在于，所述打印装置(3)包括切换转盘和送丝打印机构，该送丝打印机构包括线盘、送丝组件和喷头。4.如权利要求1-3任一项所述的一种异质多材料增材制造系统，其特征在于，所述减材装置(5)中的刀具材料优选采用镀铬高速钢、碳化钨或金刚石。5.如权利要求1-4任一项所述的一种异质多材料增材制造系统，其特征在于，所述减材装置(5)的切削方法优选采用切削后被切削的材料呈碎屑状的方法，切切削方式优选采用顺向切削。6.如权利要求1-5任一项所述的一种异质多材料增材制造系统，其特征在于，所述异质多材料增材制造系统还包括承载平台(1)，该平台是所述关节臂机器人和所述监测反馈装置的载体，此外，多个所述承载平台可协同工作。7.如权利要求6所述的一种异质多材料增材制造系统，其特征在于，所述关节臂机器人(21，22)、打印装置(3)、减材装置(5)、监测反馈装置(4)和所述承载平台均分别与计算机(6)连接，该计算机中的参数在加工过程中可进行实时调整，从而实现整个所述增材制造系统的半闭环控制。2CN107263858A说明书1/5页一种异质多材料增材制造系统技术领域[0001]本发明属于增材制造领域，更具体地，涉及一种异质多材料增材制造系统。背景技术[0002]增材制造技术是以材料逐点逐线逐面增加方式实现复杂零件的堆积成形的工艺过程。与传统的加工方法相比，增材制造可迅速制造出自由曲面和复杂结构的零部件，材料利用率高，高度自动化，人工干预小。一般来说，分层厚度越小精度越高，但同样所需的时间也越长，从而增加了成本。而传统的减材加工尤其是数控加工具有高精度、高效率、加工柔性好、工艺规划简单等特点，正可弥补增材制造技术的缺点。因此，目前的高精度增材制造成形通常需要与减材加工进行有效地结合，这样可充分利用增减材加工各自的优势，对于复杂结构零部件在高效制造的同时保证了几何精度和表面质量。[0003]目前，主流的高精度增材制造系统主要结合铣削加工技术，并以金属材料为主，例如发明专利CN106216862A、C