本發明涉及智能制造裝備技術領域，具體是一種3d打印與磨料水射流拋光一體機。

背景技術：

3d打印機又稱三維打印機(3dp)，是一種累積制造技術，即快速成形技術的一種機器，它是一種以數字模型文件為基礎，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。3d打印機的原理是把數據和原料放進3d打印機中，機器會按照程序把產品一層層造出來。3d打印機與傳統打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。3d打印機的分辨率對某些應用來說已經足夠，但是所打印零部件的彎曲表面可能會比較粗糙，像圖像上的鋸齒一樣，要獲得更高分辨率的零部件，還需要一些后續工藝，或打磨，或燒結，或組裝，或切割，這些過程通常需要大量的手工工作，或換用不同裝置，進行加工處理，影響了3d打印加工生產的效率。

磨料水射流拋光是利用由噴嘴小孔高速噴出的混有細小磨料粒子的拋光液作用于工件表面，通過磨料粒子的高速碰撞剪切作用達到磨削去除材料，通過控制拋光液噴射時的壓力、角度及噴射時間等工藝參數來定量修正工件表面粗糙度的拋光加工工藝。

針對3d打印的零部件在打印之后還需要打磨處理等后續工藝的問題，為了提高生產效率，基于3d打印和磨料水射流拋光技術的特點，研制一種3d打印與磨料水射流拋光一體機，實現3d打印得到的零部件能夠直接進行快速高效地拋光處理，具有十分重要的意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種3d打印與磨料水射流拋光一體機，克服了現有技術的困難，將3d打印和磨料水射流拋光相結合，提高成型尺寸精度和工件表面光潔度，彌補單一的熔融沉積技術在此方面的缺陷，增強3d打印零部件的精確度，提高生產加工的效率。

按照本發明提供的技術方案：所述一種3d打印與磨料水射流拋光一體機包括底座、外殼、換位滑臺、換位導軌、換位導軌左側固定端、換位電動機、換位導軌右側固定端、換位滑臺絲桿、換位支撐件、換位工作臺、基臺、基臺升降導軌、基臺升降電動機、基臺升降絲桿、基臺升降絲桿固定端、基臺升降導軌固定塊、基臺限位塊、噴嘴、噴嘴第一轉軸、噴嘴第二轉軸、噴嘴第三轉軸、噴嘴連接曲梁、噴嘴導軌滑塊、噴嘴y向運動導軌、噴嘴y向運動同步齒形帶、噴嘴y向運動電動機、水射流導軌支撐架、3d打印噴頭、風扇、打印機模塊、打印機x向運動電動機、同步齒形帶i、同步齒形帶轉軸、同步齒形帶ii、打印機x向滑塊、打印機支撐架、打印機y向運動電動機、打印機y向運動導軌、同步齒形帶iii；所述換位滑臺可沿換位導軌在x方向移動。

作為本發明的進一步改進，所述換位導軌左側固定在換位導軌左側固定端上，右側固定在換位導軌右側固定端上；所述換位電動機置于換位導軌左側固定端的右面，用于驅動換位滑臺絲桿；所述換位支撐件與換位滑臺固定，所述換位工作臺與換位支撐件固定，所述換位滑臺絲桿通過驅動換位滑臺進而帶著換位工作臺沿x向進行移動；所述換位工作臺的下表面設有電磁鐵，可用于控制與基臺進行固定。

作為本發明的進一步改進，所述基臺設有兩個，左右對稱放置在換位工作臺的下方；所述兩個基臺上分別開有兩個u形槽，用于換位支撐件的嵌入與移出；所述基臺由基臺升降電動機通過基臺升降絲桿進行驅動，可以沿基臺升降導軌上下運動；所述基臺升降絲桿固定在基臺升降絲桿固定端上，所述基臺升降導軌固定在基臺升降導軌固定塊上；所述基臺限位塊設有接觸傳感器，用于控制基臺的行程不超過一定范圍。

作為本發明的進一步改進，所述噴嘴由噴嘴連接曲梁固定，噴嘴運動的三個自由度通過噴嘴第一轉軸、噴嘴第二轉軸和噴嘴第三轉軸控制；所述噴嘴第一轉軸、噴嘴第二轉軸和噴嘴第三轉軸均由對應的電動機驅動控制；所述噴嘴第一轉軸經過噴嘴導軌滑塊可沿噴嘴y向運動導軌運動，所述噴嘴導軌滑塊的運動由噴嘴y向運動電動機通過噴嘴y向運動同步齒形帶控制；所述噴嘴y向運動導軌、噴嘴y向運動同步齒形帶由水射流導軌支撐架進行結構上的支撐固定。

作為本發明的進一步改進，所述打印機模塊上設有3d打印噴頭和風扇；所述打印機x向電動機驅動同步齒形帶i運動，并通過同步齒形帶轉軸把運動傳遞到同步齒形帶ii上，進而驅動打印機x向滑塊沿x向移動；所述打印機y向運動電動機、打印機y向運動導軌和同步齒形帶iii均由打印機x向滑塊支撐，在打印機y向運動電動機的驅動下，打印機模塊由同步齒形帶iii驅動，沿打印機y向運動導軌運動，實現打印機模塊運動的兩個自由度；所述打印機支撐架用于為同步齒形帶ii和打印機x向滑塊提供結構上的力學支撐。

本發明與現有技術相比，優點在于：所述一種3d打印與磨料水射流拋光一體機根據了一種全新的理念，將3d打印與磨料水射流拋光在結構上巧妙的進行一體化設計，提高成型尺寸精度和工件表面光潔度，彌補單一的熔融沉積技術在此方面的缺陷，增強3d打印零部件的精確度，改善工件的加工質量。該3d打印與磨料水射流拋光一體機能夠提高加工生產的效率，節省加工成本，具有結構合理、操作方便、經濟實用等特點。

附圖說明

圖1為本發明公開的一種3d打印與磨料水射流拋光一體機的結構示意圖。

圖2為本發明公開的一種3d打印與磨料水射流拋光一體機的結構的主視圖。

圖3為本發明公開的一種3d打印與磨料水射流拋光一體機的結構的俯視圖。

附圖標記說明：1-底座、2-外殼、3-換位滑臺、4-換位導軌、5-換位導軌左側固定端、6-換位電動機、7-換位導軌右側固定端、8-換位滑臺絲桿、9-換位支撐件、10-換位工作臺、11-基臺、12-基臺升降導軌、13-基臺升降電動機、14-基臺升降絲桿、15-基臺升降絲桿固定端、16-基臺升降導軌固定塊、17-基臺限位塊、18-噴嘴、19-噴嘴第一轉軸、20-噴嘴第二轉軸、21-噴嘴第三轉軸、22-噴嘴連接曲梁、23-噴嘴導軌滑塊、24-噴嘴y向運動導軌、25-噴嘴y向運動同步齒形帶、26-噴嘴y向運動電動機、27-水射流導軌支撐架、28-3d打印噴頭、29-風扇、30-打印機模塊、31-打印機x向運動電動機、32-同步齒形帶i、33-同步齒形帶轉軸、34-同步齒形帶ii、35-打印機x向滑塊、36-打印機支撐架、37-打印機y向運動電動機、38-打印機y向運動導軌、39-同步齒形帶iii。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的技術方案進行詳細的說明，以使本發明的特性和優點更為明顯。

根據附圖，本發明提供了一種3d打印與磨料水射流拋光一體機，該3d打印與磨料水射流拋光一體機包括底座1、外殼2、換位滑臺3、換位導軌4、換位導軌左側固定端5、換位電動機6、換位導軌右側固定端7、換位滑臺絲桿8、換位支撐件9、換位工作臺10、基臺11、基臺升降導軌12、基臺升降電動機13、基臺升降絲桿14、基臺升降絲桿固定端15、基臺升降導軌固定塊16、基臺限位塊17、噴嘴18、噴嘴第一轉軸19、噴嘴第二轉軸20、噴嘴第三轉軸21、噴嘴連接曲梁22、噴嘴導軌滑塊23、噴嘴y向運動導軌24、噴嘴y向運動同步齒形帶25、噴嘴y向運動電動機26、水射流導軌支撐架27、3d打印噴頭28、風扇29、打印機模塊30、打印機x向運動電動機31、同步齒形帶i32、同步齒形帶轉軸33、同步齒形帶ii34、打印機x向滑塊35、打印機支撐架36、打印機y向運動電動機37、打印機y向運動導軌38、同步齒形帶iii39；所述換位滑臺3可沿換位導軌4在x方向移動。所述換位導軌4左側固定在換位導軌左側固定端5上，右側固定在換位導軌右側固定端7上；所述換位電動機6置于換位導軌左側固定端5的右面，用于驅動換位滑臺絲桿8；所述換位支撐件9與換位滑臺3固定，所述換位工作臺10與換位支撐件9固定，所述換位滑臺絲桿8通過驅動換位滑臺3進而帶著換位工作臺10沿x向進行移動；所述換位工作臺10的下表面設有電磁鐵，可用于控制與基臺11進行固定。所述基臺11設有兩個，左右對稱放置在換位工作臺10的下方；所述兩個基臺11上分別開有兩個u形槽，用于換位支撐件9的嵌入與移出；所述基臺11由基臺升降電動機13通過基臺升降絲桿14進行驅動，可以沿基臺升降導軌12上下運動；所述基臺升降絲桿14固定在基臺升降絲桿固定端15上，所述基臺升降導軌12固定在基臺升降導軌固定塊16上；所述基臺限位塊17設有接觸傳感器，用于控制基臺11的行程不超過一定范圍。所述噴嘴18由噴嘴連接曲梁22固定，噴嘴18運動的三個自由度通過噴嘴第一轉軸19、噴嘴第二轉軸20和噴嘴第三轉軸21控制；所述噴嘴第一轉軸19、噴嘴第二轉軸20和噴嘴第三轉軸21均由對應的電動機驅動控制；所述噴嘴第一轉軸19經過噴嘴導軌滑塊23可沿噴嘴y向運動導軌24運動，所述噴嘴導軌滑塊23的運動由噴嘴y向運動電動機26通過噴嘴y向運動同步齒形帶25控制；所述噴嘴y向運動導軌24、噴嘴y向運動同步齒形帶25由水射流導軌支撐架27進行結構上的支撐固定。所述打印機模塊30上設有3d打印噴頭28和風扇29；所述打印機x向電動機31驅動同步齒形帶i32運動，并通過同步齒形帶轉軸33把運動傳遞到同步齒形帶ii34上，進而驅動打印機x向滑塊35沿x向移動；所述打印機y向運動電動機37、打印機y向運動導軌38和同步齒形帶iii39均由打印機x向滑塊35支撐，在打印機y向運動電動機37的驅動下，打印機模塊30由同步齒形帶iii39驅動，沿打印機y向運動導軌38運動，實現打印機模塊30運動的兩個自由度；所述打印機支撐架36用于為同步齒形帶ii34和打印機x向滑塊35提供結構上的力學支撐。

具體應用時，如附圖所示，接通該3d打印與磨料水射流拋光一體機裝置的電源，首先進行3d打印的加工，通過控制面板，控制基臺升降電動機13，帶動基臺升降絲桿14，將基臺11沿著基臺升降導軌12移動到最低端，基臺11接觸到帶有接觸傳感器的基臺限位塊17，自動停止移動；控制換位電動機6的運轉，帶動換位滑臺絲桿8，將換位工作臺10由初始位置的最右端移動到左側的基臺11的正上方，開啟換位工作臺10的電磁鐵裝置，使換位工作臺10固定在左側的基臺11上?？刂崎_啟打印機模塊30的運作，由控制電路根據預設模型進行3d打印的加工，其中，風扇29具有為打印機模塊30提供散熱的功能，打印機模塊30的運動具有兩個自由度，打印機x向電動機31驅動同步齒形帶i32運動，并通過同步齒形帶轉軸33把運動傳遞到同步齒形帶ii34上，進而驅動打印機x向滑塊35沿x向移動；在打印機y向運動電動機37的驅動下，打印機模塊30由同步齒形帶iii驅動，沿打印機y向運動導軌38運動；基臺11的升降由基臺升降電動機13控制。完成了3d打印的加工之后，控制基臺升降電動機13，帶動基臺升降絲桿14，將基臺11沿著基臺升降導軌12移動到最低端，基臺11接觸到帶有接觸傳感器的基臺限位塊17，自動停止移動；關閉換位工作臺10的電磁鐵裝置，換位工作臺10與基臺11的固定連接得到釋放；控制換位電動機6的運轉，帶動換位滑臺絲桿8，將換位工作臺10移動到右側的基臺11的正上方，開啟換位工作臺10的電磁鐵裝置，使換位工作臺10固定在右側的基臺11上?？刂崎_啟水射流加工模塊的運作，噴嘴18運動的三個自由度通過噴嘴第一轉軸19、噴嘴第二轉軸20和噴嘴第三轉軸21控制，結合噴嘴第一轉軸19經過噴嘴導軌滑塊23可沿噴嘴y向運動導軌24的運動，以及基臺11的升降運動，實現水射流拋光加工的五個自由度。加工結束后，切斷所有電源，清理加工現場，對各部分進行清潔、干燥等處理，并定期進行相應的維護和保養，以供下次加工繼續使用。本發明提出了一種全新的理念，將3d打印與磨料水射流拋光在結構上巧妙的進行一體化設計，提高了加工生產的效率，大大節省了加工成本，具有明顯的優點。

以上僅是本發明的具體應用范例，對本發明的保護范圍不構成任何限制。除上述實施例外，本發明還可以有其它實施方式。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。