一种倍速式激光增材制造设备
技术领域
本发明涉及机械领域，具体涉及一种倍速式激光增材制造设备。
背景技术
增材制造(Additive Manufacturing，AM)俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。
相对于传统的、对原材料去除-切削、组装的加工模式不同，是一种通过材料累加的制造方法，能够在一台设备上快速精密地制造出任意复杂形状的零件，从而实现了零件“自由制造”，解决了许多复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且产品结构越复杂，其制造速度的作用就越显著。
目前的激光增材制造设备能够实现对一些规格较小的产品的快速加工，但在产品规格较大的情况下，由于受设备和材料的限制，只能使激光增材机构沿特定路径顺序加工，整体耗时较长、效率慢。并且由于当前的激光增材制造设备结构固定，只能用于特定规格的产品加工，适用范围狭窄。
因此，现有技术中生产效率低且适用范围狭窄的问题，还需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中存在的技术问题。
发明内容
本发明提供一种倍速式激光增材制造设备，以解决现有技术中激光增材制造设备生产效率低的问题。
为了实现上述效果，本发明采用技术方案为：
一种倍速式激光增材制造设备，包括定位机构、工作台、至少两组调位机构和至少两组激光增材机构；
所述定位机构的顶部设有导轨，所述调位机构与所述导轨可移动地相连，以沿着所述导轨的长度方向运动；所述定位机构的底面上设有平行于所述导轨的导向件，所述工作台上设有与所述导向件相配合的限位件；
所述调位机构的活动端一一对应连接于所述激光增材机构，以调整所述激光增材机构相对于所述工作台的位置。
可选择地，所述定位机构由多组相同的子定位模块组成，其中，所述子定位模块具有相对的第一端和第二端，其中，所述第一端设有定位孔，所述第二端设有与所述第一端相配合的定位轴，所述定位轴可卡接于所述定位孔中。
可选择地，所述子定位模块包括设有所述导向件的底板和设有所述导轨的支撑件，所述支撑件设置于所述底板的两侧；其中，所述支撑件一端设有限位件，另一端设有与所述限位件相适配的连接件，所述限位件可锁定地连接于所述连接件。
可选择地，所述限位件为凸台，所述连接件为铰接于所述支撑件的扣板，所述扣板上设有用于扣合于所述凸台的限位孔。
可选择地，所述支撑件所述底板一体成型。
可选择地，所述支撑件上设有观察窗。
可选择地，所述导向件为可拆卸地连接于所述底面的滑轨，所述限位件配置为与所述滑轨相配合的滑块。
可选择地，所述倍速式激光增材制造设备还包括移动方向平行于所述导轨的线性驱动器，所述线性驱动器的动作端传动连接于所述工作台。
可选择地，所述激光增材制造设备还包括止挡件，所述止挡件可拆卸地连接于所述导轨。
可选择地，所述止挡件夹持于所述导轨，并且所述止挡件由尼龙或者树脂制成。
可选择地，所述调位机构包括与所述导轨相连的横移装置以及连接于所述激光增材机构的升降装置，其中，所述横移装置的活动端连接于所述升降装置，并且可沿垂直于所述导轨的方向移动，以调整所述激光增材机构相对于所述工作台的位置；所述升降装置可沿竖直方向移动，以带动所述所述激光增材机构靠近或者远离所述工作台。
可选择地，所述调位机构还包括用于驱动所述横移装置沿所述导轨的延伸方向移动的驱动器，所述驱动器的输出端传动连接于所述横移装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
通过上述技术方案，可以使两组激光增材机构独立作业，从而当需要生产体积较大的零件时，能够同时加工不同的部位，以缩短加工时间，提高生产效率。具体工作过程可以概括为：调位机构带动激光增材机构自下而上地运动，由此通过激光增材机构的激光头导出材料并实现材料的累加，这样能够在一台设备上快速精密地制造出任意复杂形状的零件，由此实现零件的快速加工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1是倍速式激光增材制造设备在一种实施例中的结构示意图，其中，未示出激光增材机构；
图2是倍速式激光增材制造设备在另一种实施例中的结构示意图，其中，未示出激光增材机构。
上述附图中，各标号的含义为：
1-定位机构，11-导轨，12-导向件，13-底板，14-支撑件，2-工作台，3-观察窗，4-升降装置，5-横移装置。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本发明的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。
在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
本实施例公开了一种倍速式激光增材制造设备，其中，图1和图2示出了其中一种具体实施方式。
参阅图1和图2所示，该倍速式激光增材制造设备包括定位机构1、工作台2、至少两组调位机构和至少两组激光增材机构。
其中，定位机构1的顶部设有导轨11，调位机构与导轨11可移动地相连，以沿着导轨11的长度方向运动。定位机构1的底面上设有平行于导轨11的导向件12，工作台2上设有与导向件12相配合的限位件。调位机构的活动端一一对应连接于激光增材机构，以调整激光增材机构相对于工作台2的位置。
通过上述技术方案，可以使两组激光增材机构独立作业，从而当需要生产体积较大的零件时，能够同时加工不同的部位，以缩短加工时间，提高生产效率。
具体工作过程可以概括为：调位机构带动激光增材机构自下而上地运动，由此通过激光增材机构的激光头导出材料并实现材料的累加，这样能够在一台设备上快速精密地制造出任意复杂形状的零件，由此实现零件的加工(可以理解为3D产品打印)。
在本公开中，参阅图1和图2所示，调位机构的数量为二，对应地，激光增材机构的数量也为二。当然，在其它实施例中，调位机构和激光增材机构还可以配置为其它任意合适的数量，本领域技术人员可以根据实际需求灵活设置，故对此不做限制。
具体地，子定位模块具有相对的第一端和第二端，其中，第一端设有定位孔，第二端设有与第一端相配合的定位轴，定位轴可卡接于定位孔中。
这样一来，可以根据代加工产品的规格，将不同数量的子定位模块连接成一个整体，增大导轨11和导向件12的总长度。由此，不仅可以增大调位机构的移动范围，即，增大激光增材机构的工作范围。同时，还可以使工作台2沿着导向件12的长度方向移动，使得激光增材机构的位置对应于工作台2的位置，以便于加工3D产品。由此通过上述技术方案，增大了激光增材机构的工作范围，并且灵活性好，可有效提高该设备的适用范围。
在其它实施例中，还可以是使相邻的子定位模块通过螺纹连接或者磁吸连接(例如磁铁)等任意合适的方式连接起来，本公开对此不做限制。
在一种可能的设计中，子定位模块可以包括设有导向件12的底板13和设有导轨11的支撑件14，支撑件14设置于底板13的两侧。由于调位机构在移动过程中可能会产生颤动，为保证相邻子定位模块之间的连接强度，支撑件14一端设有限位件，另一端设有与限位件相适配的连接件，限位件可锁定地连接于连接件。由此通过限位件与连接件的锁定连接方式，有益于提高相邻子定位模块之间的连接强度，继而保证调位机构在移动过程中的平顺性。
具体地，作为一种选择，限位件为凸台，连接件为铰接于支撑件14的扣板，扣板上设有用于扣合于凸台的限位孔，有通过扣板与凸台的配合，保证相邻定位机构1之间的连接强度。
作为另一种选择，还可以是在限位件和连接件上设置螺纹孔，以通过螺栓螺或者螺钉将限位件和连接件连接成一个整体，由此保证相邻定位机构1之间的连接强度。
在本公开提供的一种实施例中，支撑件14插接于底板13，以实现对定位机构的快速组装。
具体地，可以是底板上设置限位槽，支撑件的底端设有与限位槽相匹配的凸缘，从而使支撑件固定在底板。也可以是底板上设置凸缘，支撑件的底端设有与凸缘相匹配的限位槽，从而使支撑件固定在底板。当然，支撑件14也可以是与底板13一体成型，由此保证一般与底板13之间的连接强度，同时便于制造，对此，本公开不做限制。
此外需要说明的是，底板13可以是专门的定位板，也可以是地板(或者地面)，即，直接将支撑件设置在该地板上。
另外，对于支撑件的结构，可以是配置为专门的立柱，即，使立柱的顶部连接于导轨，立柱的底部连接于底板。也可以在立柱上设置插槽，并将安装板插接于相邻的立柱上，从而使得定位机构可以以任意合适的方式组合，具有较好的灵活性。
支撑件14上设有观察窗3，可以及时透过观察窗了解到当前产品的加工情况，益于过程管控。
参阅图1和图2所示，在本公开中，导向件12为可拆卸地连接于底面的滑轨，限位件配置为与滑轨相配合的滑块。由此，通过滑块和滑轨的配合，使调位结构能够沿着滑轨的长度方向平稳地移动。具体地，导向件12可以通过螺钉紧固在底面上，从而便于后期进行维护。
在其它实施例中，还可以是在底面上设置导向槽，限位件配置为可以嵌设于导向槽中的导向块，由此通过两者的配合使得工作台2沿着导向槽的长度方向移动。
在本公开提供的一种实施例中，倍速式激光增材制造设备还包括移动方向平行于导轨11的线性驱动器，线性驱动器的动作端传动连接于工作台2，以通过线性驱动器驱动工作台2沿导向件12移动，提高该设备的自动化程度。
其中，线性驱动器可以是气缸、液压缸和直线模组等任意合适的驱动器，本公开对此不做限制。
当然，在某些情况下，也可以是通过人工手动的方式调整工作台2的位置，本公开对此不做限制。
在一种可能的设计中，激光增材制造设备还包括止挡件，止挡件可拆卸地连接于导轨，从而限定调位机构在行驶过程中的移动范围，避免激光增材机构发生干涉而交叉作业，影响产品质量。
具体地，止挡件夹持于导轨11，从而便于根据生产需求调位夹持件的位置，同时还便于更换和维护。并且，止挡件由尼龙或者树脂制成，由此当相邻的调位机构出现碰撞的情况时，能够通过止挡件的形变减少部分撞击力，从而减少调位机构的损害。与此同时，还可以起到报警作用。
在本公开中，参阅图1和图2所示，调位机构可以包括与导轨11相连的横移装置5以及连接于激光增材机构的升降装置4，其中，横移装置5的活动端连接于升降装置4，并且可沿垂直于导轨11的方向移动，以调整激光增材机构相对于工作台2的位置；升降装置4可沿竖直方向移动，以带动激光增材机构靠近或者远离工作台2。这样一来，可以使激光增材机构在工作台2上方的任意合适位置工作，从而加工出不同类型的零件。
此外，调位机构还包括用于驱动横移装置5沿导轨11的延伸方向移动的驱动器，驱动器的输出端传动连接于横移装置5，从而实现对激光增材机构位置的自动化调整，以更好地实现对不同类型产品的加工。
应当说明的是，对于调位机构的结构和工作原理，可以参考龙门机构的结构。此外，激光增材机构为现有技术中3D打印中输出原料的器械，本领域可参考本申请的技术方案进行常规性改进得到，故在此不做详述。
以上即为本发明列举的实施方式，但本发明不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
