一種激光制造教學機的制作方法
【專利摘要】一種激光制造教學機，包括殼體、安裝于所述殼體內的支架系統、安裝于所述支架系統上的3D打印模塊與激光加工模塊，所述3D打印模塊包括激光振鏡掃描裝置、位于所述激光振鏡掃描裝置下方的蓋體、位于所述蓋體內的成型腔、及位于所述成型腔下方的工作缸、控制系統、鋪粉裝置，所述成型腔采用保溫密封板制成且所述成型腔內設置有加熱設備以使所述成型腔可供選擇性激光燒結與選擇性激光熔融兩種3D打印技術共用。本申請在增加激光制造教學機功能的同時，有效降低了產品成本。
【專利說明】
一種激光制造教學機
技術領域
[0001 ]本申請涉及激光加工、3D打印領域。
【背景技術】
[0002]目前，3D打印技術涉及的領域越來越廣泛，隨著社會的發展，急需開展相關的教學工作，但是3D打印、激光切割、焊接等機器設備均是獨立的，且價格昂貴，學校有限的教學經費難以備齊所有相關設備。
[0003]而選擇性激光恪融(Selective laser me 11 ing，SLM)和選擇性激光燒結(Selective laser Sintering，SLS)是兩種最廣泛的激光3D打印技術，主要為金屬(不銹鋼、鈦合金、高溫合金)和高分子(陶瓷、尼龍、PS、PE)等材料進行3D打印。SLM與SLS的理論教學實驗、研究顯得非常重要，在教學研究領域急需一款性價比高的機器設備供教學研究所用。
【實用新型內容】
[0004]本申請實施例提供一種激光制造教學機，用以解決現有技術中各種3D打印技術、激光焊接切割技術無法集成于同一設備的問題。
[0005]本申請實施例采用下述技術方案:
[0006]—種激光制造教學機，包括殼體、安裝于所述殼體內的支架系統、安裝于所述支架系統上的3D打印模塊與激光加工模塊，所述3D打印模塊包括激光振鏡掃描裝置、位于所述激光振鏡掃描裝置下方的蓋體、位于所述蓋體內的成型腔、及位于所述成型腔下方的工作缸、控制系統、鋪粉裝置，所述成型腔采用保溫密封板制成且所述成型腔內設置有加熱設備以使所述成型腔可供選擇性激光燒結與選擇性激光熔融兩種3D打印技術共用。
[0007]優選地，所述蓋體的頂部設有連接外置管道推拉式落粉裝置的落粉口，所述落粉口通過管道連接至所述成型腔內并與所述鋪粉裝置連接。
[0008]優選地，所述激光加工模塊用于激光焊接與切割，包括安裝固定于所述支架系統上的底板、平面運動系統、連接所述平面運動系統與所述底板的若干導桿與升降系統、及安裝于所述平面運動系統下方的激光頭。
[0009]優選地，所述平面運動系統包括中間設有開孔的基板、分別設于所述開孔四個側邊處的一對X軸光桿、一對Y軸光桿、可于所述X軸光桿上滑動的X軸滑動組件、可于所述Y軸光桿上滑動的Y軸滑動組件、設于所述基板上的驅動組件、及連接所述X軸滑動組件與所述Y軸滑動組件的吊裝組件。
[0010]優選地，所述吊裝組件包括滑動塊、設于所述滑動塊上用于固定安裝所述激光頭的吊裝支架，所述滑動塊在Z軸的不同高度設有分別沿X軸與Y軸貫穿的貫穿孔，所述X軸滑動桿與所述Y軸滑動桿分別穿設于所述貫穿孔內。
[0011]優選地，所述X軸滑動組件包括X軸滑動桿、及分別固定于所述X軸滑動桿兩端的第一連接座，所述第一連接座套設于所述X軸光桿上并可在所述X軸光桿上滑動;所述Y軸滑動組件包括Y軸滑動桿、及分別固定于所述Y軸滑動桿兩端的第二連接座，所述第二連接座套設于所述Y軸光桿上并可在所述Y軸光桿上滑動。
[0012]優選地，所述驅動組件包括驅動電機、由所述驅動電機帶動的傳動皮帶，所述傳動皮帶位于所述X軸光桿、與所述Y軸光桿外側，所述X軸滑動組件的一個第一連接座、所述Y軸滑動組件的一個第二連接座分別被兩個驅動組件的兩個傳動皮帶帶動以驅使位于所述X軸滑動組件與所述Y軸滑動組件交接處的激光頭在XY平面上移動。
[0013]優選地，所述升降系統包括固定于所述基板外側的副螺母、上端螺合所述副螺母的滾珠絲桿、設于所述滾珠絲桿下端的聯軸器、連接所述滾珠絲桿下端部的電機、及用于將所述電機固定于所述底板下部的固定件，所述滾珠絲桿在所述電機的驅動下旋轉，所述滾珠絲桿相對于固定在基板上的副螺母旋轉以使所述平面運動系統在Z軸方向運動以改變所述激光頭的加工高度。
[0014]優選地，所述支架系統至少為兩層架構，包括底架、及位于所述底架上方的頂架、位于所述底架與所述頂架之間的中架，所述底架的底部還安裝有若干滑輪用以移動所述激光制造教學機。
[0015]本申請在一臺設備上同時集成了激光焊接與切割、3D打印的功能，而所述3D打印通過將成型腔設置成密封結構并在成型腔內設置加熱裝置，使選擇性激光燒結與選擇性激光熔融這兩種3D打印技術融合于一個設備上的同時，降低了產品成本。
【附圖說明】
[0016]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1為本申請激光制造教學機的立體組裝圖；
[0018]圖2為本申請激光制造教學機去除殼體后的立體圖；
[0019]圖3為本申請激光制造教學機的激光加工模塊的立體圖；
[0020]圖4為本申請激光制造教學機的激光加工模塊另一角度的立體圖；
[0021 ]圖5為本申請激光制造教學機的升降系統的立體圖；
[0022]圖6為本申請激光制造教學機的3D打印模塊的立體圖；
[0023]圖7為本申請激光制造教學機的3D打印模塊的剖視圖。
【具體實施方式】
[0024]為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本申請具體實施例及相應的附圖對本申請技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0025]以下結合附圖，詳細說明本申請各實施例提供的技術方案。
[0026]請參閱圖1-3所示，本申請激光制造教學機包括殼體10、安裝于所述殼體10底部的支架系統20、安裝于所述支架系統20上的3D打印模塊40與激光加工模塊30。
[0027]所述殼體10的外側面設有若干門結構11用于打開設備進行加工操作。
[0028]所述支架系統20至少為兩層架構，包括底架21、及位于所述底架21上方的頂架23，所述支架系統20還包括位于所述底架21與所述頂架23之間的中架22。所述底架21的底部還安裝有若干滑輪24用以移動所述激光制造教學機。
[0029]請參閱圖2-4所示，所述激光加工模塊30包括安裝固定于所述頂架23上的底板31、平面運動系統32、連接于所述平面運動系統32與所述底板31之間的若干導桿33與升降系統
34、及安裝于所述平面運動系統32下方的激光頭36。所述平面運動系統32可在所述升降系統34的作用下在Z軸方向上下移動。
[0030]所述平面運動系統32包括中間設有開孔3210的基板321、分別設于所述開孔3210四個側邊處的一對X軸光桿322、一對Y軸光桿323、可于所述X軸光桿322上滑動的X軸滑動組件324、可于所述Y軸光桿323上滑動的Y軸滑動組件325、設于所述基板321上的驅動組件326、及連接所述X軸滑動組件324與所述Y軸滑動組件325的吊裝組件328。
[0031]所述開孔3210大致呈矩形結構，所述X軸光桿322與所述Y軸光桿323分別固定于所述開孔3210在X軸的兩個側邊與在Y軸的兩個側邊處。所述X軸光桿322與所述Y軸光桿323通過若干支撐座327固定，兩個X軸光桿322相互平行，兩個Y軸光桿323相互平面，所述X軸光桿322與所述Y軸光桿323垂直。
[0032]所述X軸滑動組件324包括X軸滑動桿3241、及分別固定于所述X軸滑動桿3241兩端的第一連接座3242，所述第一連接座3242套設于所述X軸光桿322上并可在所述X軸光桿322上滑動。所述Y軸滑動組件325包括Y軸滑動桿3251、及分別固定于所述Y軸滑動桿3251兩端的第二連接座3252，所述第二連接座3252套設于所述Y軸光桿323上并可在所述Y軸光桿323上滑動。所述吊裝組件328包括滑動塊3281、設于所述滑動塊3281上用于固定安裝所述激光頭36的吊裝支架3284。所述滑動塊3281在Z軸的不同高度設有分別沿X軸與Y軸貫穿的貫穿孔3283,3284，所述X軸滑動桿3241與所述Y軸滑動桿3251分別穿設于所述貫穿孔3282與貫穿孔3283內。
[0033]所述驅動組件326包括驅動電機3261、由所述驅動電機3261帶動的傳動皮帶3262。所述傳動皮帶3262位于所述X軸光桿322、與所述Y軸光桿323外側，所述X軸滑動組件324的一個第一連接座3242、所述Y軸滑動組件325的一個第二連接座3252分別有兩個驅動組件326的兩個傳動皮帶3262帶動以驅使位于所述X軸滑動組件324與所述Y軸滑動組件325交接處的激光頭36在XY平面上移動。
[0034]所述平面運動系統32的基板321外側通過所述導桿33與升降系統34與所述底板31連接。所述升降系統34控制所述平面運動系統32整體在Z軸方向的位移，所述平面運動系統32控制位于所述平面運動系統32上的激光頭36在X軸與Y軸方向的運動。從而使所述激光頭36在立體空間可以隨意移動，并進行激光焊接、切割等工藝加工。
[0035]請參閱圖5所示，所述升降系統34包括固定于所述基板321外側的副螺母345、上端螺合所述副螺母的滾珠絲桿341、設于所述滾珠絲桿341下端的聯軸器342、連接所述滾珠絲桿341下端部的電機344、及用于將所述電機344固定于所述底板31下部的固定件343。所述滾珠絲桿341在所述電機344的驅動下旋轉，所述滾珠絲桿341相對于固定在基板321上的副螺母345旋轉以使所述平面運動系統32在Z軸方向運動以改變所述激光頭36的加工高度。
[0036]請參閱圖6、7所示，所述3D打印模塊40包括激光振鏡掃描裝置41、位于所述激光振鏡掃描裝置41下方的蓋體42、位于所述蓋體42內的成型腔44、及位于所述成型腔44下方的工作缸43、控制系統(未圖示)、鋪粉裝置(未圖示)、外置管道推拉式落粉裝置(未圖示)。
[0037]所述蓋體42的頂部設有連接所述外置管道推拉式落粉裝置的落粉口421，所述落粉口 421通過管道連接至所述成型腔33內并與所述鋪粉裝置連接。所述成型腔44由保溫密封板構成、且在成型腔44內設置多組加熱燈管，使成型腔里面既可以加熱以實現選擇性激光燒結(SLS)的預熱功能，又實現選擇性激光熔融(SLM)所需求的充填保護惰性氣體保護的功能要求。
[0038]本申請在一臺設備上同時集成了激光焊接與切割、3D打印的功能，而所述3D打印通過將成型腔44設置成密封結構并在成型腔44內設置加熱裝置，使選擇性激光燒結與選擇性激光熔融這兩種3D打印技術融合于一個設備上的同時，降低了產品成本。
[0039]本領域內的技術人員應明白，本實用新型的實施例可提供為方法、系統、或計算機程序產品。因此，本實用新型可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本實用新型可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。
[0040]還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、商品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0041]以上所述僅為本申請的實施例而已，并不用于限制本申請。對于本領域技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的權利要求范圍之內。
【主權項】
1.一種激光制造教學機，其特征在于，包括殼體、安裝于所述殼體內的支架系統、安裝于所述支架系統上的3D打印模塊與激光加工模塊，所述3D打印模塊包括激光振鏡掃描裝置、位于所述激光振鏡掃描裝置下方的蓋體、位于所述蓋體內的成型腔、及位于所述成型腔下方的工作缸、控制系統、鋪粉裝置，所述成型腔采用保溫密封板制成且所述成型腔內設置有加熱設備以使所述成型腔可供選擇性激光燒結與選擇性激光熔融兩種3D打印技術共用。2.如權利要求1所述的激光制造教學機，其特征在于，所述蓋體的頂部設有連接外置管道推拉式落粉裝置的落粉口，所述落粉口通過管道連接至所述成型腔內并與所述鋪粉裝置連接。3.如權利要求1所述的激光制造教學機，其特征在于，所述激光加工模塊用于激光焊接與切割，包括安裝固定于所述支架系統上的底板、平面運動系統、連接所述平面運動系統與所述底板的若干導桿與升降系統、及安裝于所述平面運動系統下方的激光頭。4.如權利要求3所述的激光制造教學機，其特征在于，所述平面運動系統包括中間設有開孔的基板、分別設于所述開孔四個側邊處的一對X軸光桿、一對Y軸光桿、可于所述X軸光桿上滑動的X軸滑動組件、可于所述Y軸光桿上滑動的Y軸滑動組件、設于所述基板上的驅動組件、及連接所述X軸滑動組件與所述Y軸滑動組件的吊裝組件。5.如權利要求4所述的激光制造教學機，其特征在于，所述吊裝組件包括滑動塊、設于所述滑動塊上用于固定安裝所述激光頭的吊裝支架，所述滑動塊在Z軸的不同高度設有分別沿X軸與Y軸貫穿的貫穿孔，所述X軸滑動桿與所述Y軸滑動桿分別穿設于所述貫穿孔內。6.如權利要求5所述的激光制造教學機，其特征在于，所述X軸滑動組件包括X軸滑動桿、及分別固定于所述X軸滑動桿兩端的第一連接座，所述第一連接座套設于所述X軸光桿上并可在所述X軸光桿上滑動；所述Y軸滑動組件包括Y軸滑動桿、及分別固定于所述Y軸滑動桿兩端的第二連接座，所述第二連接座套設于所述Y軸光桿上并可在所述Y軸光桿上滑動。7.如權利要求6所述的激光制造教學機，其特征在于，所述驅動組件包括驅動電機、由所述驅動電機帶動的傳動皮帶，所述傳動皮帶位于所述X軸光桿、與所述Y軸光桿外側，所述X軸滑動組件的一個第一連接座、所述Y軸滑動組件的一個第二連接座分別被兩個驅動組件的兩個傳動皮帶帶動以驅使位于所述X軸滑動組件與所述Y軸滑動組件交接處的激光頭在XY平面上移動。8.如權利要求4所述的激光制造教學機，其特征在于，所述升降系統包括固定于所述基板外側的副螺母、上端螺合所述副螺母的滾珠絲桿、設于所述滾珠絲桿下端的聯軸器、連接所述滾珠絲桿下端部的電機、及用于將所述電機固定于所述底板下部的固定件，所述滾珠絲桿在所述電機的驅動下旋轉，所述滾珠絲桿相對于固定在基板上的副螺母旋轉以使所述平面運動系統在Z軸方向運動以改變所述激光頭的加工高度。9.如權利要求1所述的激光制造教學機，其特征在于，所述支架系統至少為兩層架構，包括底架、及位于所述底架上方的頂架、位于所述底架與所述頂架之間的中架，所述底架的底部還安裝有若干滑輪用以移動所述激光制造教學機。
【文檔編號】B23P23/04GK205651063SQ201620399002
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月5日 公開號201620399002.7, CN 201620399002, CN 205651063 U, CN 205651063U, CN-U-205651063, CN201620399002, CN201620399002.7, CN205651063 U, CN205651063U
【發明人】陳丹丹, 高雪松
【申請人】安徽中科鐳泰激光科技有限公司