一种数字化增材制造质量控制装置的制作方法

专利2025-12-18  19


本发明属于增材制造,具体涉及一种数字化增材制造质量控制装置。


背景技术:

1、随着科技的飞速发展,增材制造技术(additive manufacturing, am),特别是激光粉末打印技术,已成为现代制造业中不可或缺的一部分。该技术通过逐层堆积材料来构建三维物体,极大地扩展了产品设计的自由度,并实现了复杂结构的直接制造。然而,尽管增材制造技术在许多领域展现了巨大的潜力与优势,其成品质量控制问题仍然是制约其广泛应用的一大瓶颈。

2、首先,在激光粉末打印过程中,高能激光束在材料表面扫描,使粉末熔化并固化为所需形状。然而,这一过程中,激光束不仅作用于目标区域,其散发的热量还可能对周围未直接照射的粉末产生影响,导致这些粉末部分熔化或软化,进而在成品表面形成毛边、凸起等异样形态。这些缺陷不仅影响了产品的外观美观性,更可能对其功能性和耐用性造成严重影响。

3、其次,增材制造过程中,由于材料逐层累加的特性,打印件的结构强度在制造初期往往较弱,易受外部环境因素(如温度波动、振动等)影响,导致打印件在制造过程中发生形变或位移,从而影响最终成品的尺寸精度和形状一致性。

4、鉴于增材制造过程中可能出现的各种问题,对打印件进行全方位、多角度的监控与调整显得尤为重要。传统的质量控制方法往往依赖于人工检测与手工修正,不仅效率低下,且难以达到高精度要求。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种数字化增材制造质量控制装置,能够检测增材制造成品的外形,并对成品外形异样的部分进行打磨,同时对成品进行简单的质量检测,并且还可以在成品进行检测时,对成品进行朝向和倾斜角度的调节,以提高检测的完整性,此外该发明可以固定任意形状的成品件,并在需要的时候,方便对成品进行翻转,提高检测的全面性。

2、本发明采取的技术方案具体如下:

3、一种数字化增材制造质量控制装置,包括加工台,所述加工台的顶部设置有驱动组件,所述驱动组件上设置有调控组件,所述调控组件的底部设置有打磨组件,所述驱动组件的顶部设置有检测组件;

4、放置组件,所述放置组件包括设置在加工台上的转盘组件,所述转盘组件的底部设置有旋转组件,所述转盘组件的顶部设置有夹持组件,所述夹持组件的内部设置有翻转组件;

5、其中,将增材制造的成品放在所述转盘组件上后,所述夹持组件沿转盘组件移动将成品夹紧,并通过旋转组件驱动成品旋转,所述检测组件检测成品的形状,并在检测完成后,通过所述打磨组件对成品进行修整,所述调控组件用于驱动所述打磨组件整体旋转;

6、所述翻转组件用于翻转成品,且所述转盘组件用于振动成品或调整成品的倾斜角度。

7、在一种优选方案中,所述驱动组件包括固定连接在加工台顶部前后两侧的支架,两组所述支架的顶部均固定连接有第一电动导轨,所述第一电动导轨内滑动连接有装配板,所述装配板上固定连接有第二电动导轨。

8、在一种优选方案中,所述调控组件包括滑动连接在位于后侧的第二电动导轨内腔的第一电推杆,所述第一电推杆的底部固定连接有固定板,所述固定板的中部转动连接有转动架,所述转动架的左端伸出固定板固定连接有导向杆,所述导向杆滑动连接在固定板的左侧,所述固定板的左侧顶部转动连接有第二电推杆,所述第二电推杆的底部转动连接在导向杆的顶部。

9、在一种优选方案中,所述打磨组件包括固定连接在转动架上的第一电机,所述第一电机的输出轴上固定连接有打磨轮,所述转动架的中部固定连接有吸尘嘴,位于后侧的所述第二电动导轨的顶部固定连接有风机,所述风机的出入口均连通有风管,所述入口处的风管与吸尘嘴连通,而出口处的风管则连通有集尘箱,所述集尘箱固定连接在位于后侧的装配板上。

10、在一种优选方案中,所述检测组件包括滑动连接在位于前侧的第二电动导轨内的加装架,所述加装架的底部固定连接有红外线扫描仪。

11、在一种优选方案中,所述转盘组件包括放置在加工台中部的圆盘,所述加工台的底部固定连接有第二电机,所述第二电机的输出轴上固定连接有转轴,所述转轴的顶部固定连接有球套,所述球套转动连接在圆盘的底面中部,所述圆盘的底面内圈开设有限向槽,所述加工台的顶面固定连接有四组第三电推杆,所述第三电推杆的输出端均固定连接有金属球。

12、在一种优选方案中,所述旋转组件包括固定连接在加工台顶部的第四电推杆,所述第四电推杆的顶部固定连接有起落板,所述起落板的顶部转动连接有驱动环,所述转轴的顶部外圈固定连接有凸条,所述驱动环滑动连接在凸条的外圈,所述圆盘的底面内圈固定连接有四组驱动条,所述驱动条活动套接在驱动环的外圈。

13、在一种优选方案中,所述夹持组件包括开设在圆盘顶部的导槽,所述导槽内滑动连接有移动架,所述移动架的底部螺纹连接有双向丝杆,所述双向丝杆转动连接在导槽内,所述双向丝杆的右端伸出导槽固定连接有第一齿轮,所述圆盘的右侧固定连接有第三电机,所述第三电机的输出轴上固定连接有第二齿轮,所述第二齿轮的外圈啮合有链条,所述链条的另一端啮合在第一齿轮的外圈。

14、在一种优选方案中,所述翻转组件包括滑动连接在移动架内腔的升降架,所述升降架的中部转动连接有旋转架,所述旋转架的左端伸出升降架并开设有螺纹槽,且槽内螺纹连接有螺母,所述旋转架的内圈转动连接有齿形块。

15、在一种优选方案中,所述第二齿轮为两组齿轮组合在一起的齿轮组,且第二齿轮的两个齿轮的外圈均连接链条,且两组链条分别与前后两组双向丝杆和第一齿轮连接。

16、本发明取得的技术效果为:

17、本发明的驱动组件、调控组件、打磨组件和检测组件,可检测增材制造成品的外形,并对成品外形异样的部分进行打磨,同时对成品进行简单的质量检测,在进行成品的检测时,驱动组件的前侧部分驱动检测组件移动,并在移动的同时对成品进行全方位的检测和建模,根据建模的数据来检测是否有异样部分,而在检测到异样后,所述后侧部分的驱动组件则驱动打磨组件靠近成品进行打磨,在打磨的过程中,调控组件的驱动部分会驱动打磨组件整体进行旋转,来调整打磨的角度和朝向,并在打磨的同时,利用打磨组件的吸附部分对打磨下的粉尘进行吸附,而在打磨完成后,可通过打磨组件的底部凸点轻微撞击成品,对成品的坚硬程度进行检测;

18、本发明的转盘组件和旋转组件,可在成品进行检测时,对成品进行朝向和倾斜角度的调节,以提高检测的完整性,成品放置在转盘组件上进行检测时,转盘组件的驱动部分会驱动旋转组件进行旋转,而旋转组件的主体部分则会驱动转盘组件的放置部分进行旋转,以调整成品的朝向角度,而需要较为细致的检测时,转盘组件的伸缩部分会驱动转盘组件的放置部分的某一侧抬起,使其倾斜,进而调整成品的倾斜角度,而检测完成后,也可通过连续调整转盘组件的倾斜方向,产生一定的振动效果,进而检测成品在振动下的稳定性;

19、本发明的夹持组件和翻转组件,可固定任意形状的成品件,并在需要的时候,方便对成品进行翻转,提高检测的全面性,增材制造成品放置在转盘组件上后,夹持组件的驱动部分驱动运行,驱动夹持组件的移动部分将成品夹持固定,而在夹持的过程中,翻转组件的齿形部分会根据成品的外缘表面自动旋转,调整夹持的位置,以适应不同形状的成品,而需要翻转成品时,可直接上拉翻转组件的移动部分,并在上拉后控制成品旋转,实现翻转。


技术特征:

1.一种数字化增材制造质量控制装置,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的数字化增材制造质量控制装置,其特征在于:所述驱动组件(11)包括固定连接在加工台(10)顶部前后两侧的支架(111),两组所述支架(111)的顶部均固定连接有第一电动导轨(112),所述第一电动导轨(112)内滑动连接有装配板(113),所述装配板(113)上固定连接有第二电动导轨(114)。

3.根据权利要求2所述的数字化增材制造质量控制装置,其特征在于:所述调控组件(12)包括滑动连接在位于后侧的第二电动导轨(114)内腔的第一电推杆(121),所述第一电推杆(121)的底部固定连接有固定板(122),所述固定板(122)的中部转动连接有转动架(123),所述转动架(123)的左端伸出固定板(122)固定连接有导向杆(124),所述导向杆(124)滑动连接在固定板(122)的左侧,所述固定板(122)的左侧顶部转动连接有第二电推杆(125),所述第二电推杆(125)的底部转动连接在导向杆(124)的顶部。

4.根据权利要求3所述的数字化增材制造质量控制装置,其特征在于:所述打磨组件(13)包括固定连接在转动架(123)上的第一电机(131),所述第一电机(131)的输出轴上固定连接有打磨轮(132),所述转动架(123)的中部固定连接有吸尘嘴(133),位于后侧的所述第二电动导轨(114)的顶部固定连接有风机(134),所述风机(134)的出入口均连通有风管(135),所述入口处的风管(135)与吸尘嘴(133)连通,而出口处的风管(135)则连通有集尘箱(136),所述集尘箱(136)固定连接在位于后侧的装配板(113)上。

5.根据权利要求2所述的数字化增材制造质量控制装置,其特征在于:所述检测组件(14)包括滑动连接在位于前侧的第二电动导轨(114)内的加装架(141),所述加装架(141)的底部固定连接有红外线扫描仪(142)。

6.根据权利要求1所述的数字化增材制造质量控制装置,其特征在于:所述转盘组件(21)包括放置在加工台(10)中部的圆盘(211),所述加工台(10)的底部固定连接有第二电机(212),所述第二电机(212)的输出轴上固定连接有转轴(213),所述转轴(213)的顶部固定连接有球套(214),所述球套(214)转动连接在圆盘(211)的底面中部,所述圆盘(211)的底面内圈开设有限向槽(215),所述加工台(10)的顶面固定连接有四组第三电推杆(216),所述第三电推杆(216)的输出端均固定连接有金属球(217)。

7.根据权利要求6所述的数字化增材制造质量控制装置,其特征在于:所述旋转组件(22)包括固定连接在加工台(10)顶部的第四电推杆(221),所述第四电推杆(221)的顶部固定连接有起落板(222),所述起落板(222)的顶部转动连接有驱动环(223),所述转轴(213)的顶部外圈固定连接有凸条(224),所述驱动环(223)滑动连接在凸条(224)的外圈,所述圆盘(211)的底面内圈固定连接有四组驱动条(225),所述驱动条(225)活动套接在驱动环(223)的外圈。

8.根据权利要求6所述的数字化增材制造质量控制装置,其特征在于:所述夹持组件(23)包括开设在圆盘(211)顶部的导槽(231),所述导槽(231)内滑动连接有移动架(232),所述移动架(232)的底部螺纹连接有双向丝杆(233),所述双向丝杆(233)转动连接在导槽(231)内,所述双向丝杆(233)的右端伸出导槽(231)固定连接有第一齿轮(234),所述圆盘(211)的右侧固定连接有第三电机(235),所述第三电机(235)的输出轴上固定连接有第二齿轮(236),所述第二齿轮(236)的外圈啮合有链条(237),所述链条(237)的另一端啮合在第一齿轮(234)的外圈。

9.根据权利要求8所述的数字化增材制造质量控制装置,其特征在于:所述翻转组件(24)包括滑动连接在移动架(232)内腔的升降架(241),所述升降架(241)的中部转动连接有旋转架(242),所述旋转架(242)的左端伸出升降架(241)并开设有螺纹槽,且槽内螺纹连接有螺母(243),所述旋转架(242)的内圈转动连接有齿形块(244)。

10.根据权利要求8所述的数字化增材制造质量控制装置,其特征在于:所述第二齿轮(236)为两组齿轮组合在一起的齿轮组,且第二齿轮(236)的两个齿轮的外圈均连接链条(237),且两组链条(237)分别与前后两组双向丝杆(233)和第一齿轮(234)连接。


技术总结
本发明属于增材制造技术领域,具体涉及一种数字化增材制造质量控制装置,包括加工台,所述加工台的顶部设置有驱动组件,所述驱动组件上设置有调控组件,所述调控组件的底部设置有打磨组件,所述驱动组件的顶部设置有检测组件;放置组件,所述放置组件包括设置在加工台上的转盘组件,所述转盘组件的底部设置有旋转组件,所述转盘组件的顶部设置有夹持组件,所述夹持组件的内部设置有翻转组件。该发明能够检测增材制造成品的外形,并异样的部分进行打磨,同时对成品进行质量检测,并且还可以在检测时,对成品进行朝向和倾斜角度的调节,提高检测的完整性,此外该发明可以固定任意形状的成品件,并能方便的对成品进行翻转,提高检测的全面性。

技术研发人员:李芳玲,杨义,黄磊
受保护的技术使用者:苏州博创熠鑫智造科技有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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