基于激光切割單張紙的快速成型機制造技術

本發明專利技術提供一種基于激光切割單張紙的快速成型機，包括噴膠機構和切割機構，噴膠機構設置于切割機構的后方。本發明專利技術的快速成型機解決了現有技術中尤其是分層實體制造或分層實體制造技術中切割費時的問題，并通過在每層紙張的模切線上噴涂彩色油墨的方式，制造出彩色三維實體。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于快速成型
，涉及一種基于激光切割單張紙的快速成型機。
技術介紹
快速成型(RP)技術是上個世紀九十年代發展起來的一項先進制造技術，是為制造業企業新產品開發服務的一項關鍵性技術，對促進企業產品創新、縮短新產品開發周期、提高產品競爭力有積極的推動作用。該技術已經在發達國家的制造業中得到了廣泛應用，國內一些高校和研究所也在對其進行深入研究。RP技術的基本原理是"分層制造，逐層疊加"。通過RP技術可以快速制造出所設計的新產品樣件、模型或模具。自美國3D公司1988年推出第一臺商品SLA快速成形機以 來，已經有十幾種不同的成形系統，其中比較成熟的有SLA、LOM、UV、SLS和FDM等方法。其中，LOM (Laminated Object Manufacturing)工藝又稱疊層實體制造或分層實體制造，由美國Helisys公司的Michael Feygin于1986年研制成功，是RP領域最具代表性的技術之一。LOM工藝在加工時，先熱壓輥滾壓單面涂有熱溶膠(在被加熱狀態下可產生粘性)片材，使之與下面已成型的工件粘接。然后用C02激光器在剛粘接的新層上切割出零件截面輪廓和工件外框，并在截面輪廓與外框之間多余的區域內切割出上下對齊的網格。激光切割完成后，工作臺帶動已成型的工件下降，與帶狀片材分離。供料機構轉動收料軸和供料軸，帶動料帶移動，使新層移到加工區域。工作合上升到加工平面，熱壓輥熱壓，工件的層數增加一層，高度增加一個料厚。再在新層上切割截面輪廓。如此反復直至零件的所有截面粘接、切割完。最后，去除切碎的多余部分，得到分層制造的實體零件。LOM工藝的主要優點是(I)只需在片材上切割出零件截面的輪廓，而不用掃描整個截面，因此成型厚壁零件的速度相對較快，易于制造大型零件；(2)加工過程中不存在材料相變，也無需后續固化處理，因此不易引起翹曲變形；(3)工件外框與截面輪廓之間的多余材料在加工中起到了支撐作用，所以LOM工藝無需加支撐；(4)原材料相對便宜，成本低。目前的LOM工藝的主要缺點是必須在截面輪廓與外框之間多余的區域內切割出上下對齊的網格，需要花費很多時間，如果切割的網格較大則清理廢料比較困難，如果切割的網格較小又會消耗很多時間；并且無法制造彩色的三維實體。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于激光切割單張紙的快速成型機，解決了現有技術中尤其是分層實體制造技術中切割費時和無法制造彩色三維實體的問題。本專利技術所采用的技術方案是基于激光切割單張紙的快速成型機，包括噴膠機構和切割機構，噴膠機構設置于所述切割機構的前方。噴膠機構包括，輸紙板，設置于輸紙板兩側的輸紙鏈條，以及設置于輸紙板前端的第一叼紙牙；在輸紙鏈條的上方設置有第一絲杠，第一絲杠的前端設置有第一電機，第一絲杠的上部設置有噴膠頭，噴膠頭的一端連接有第二電機。切割機構包括滾筒，滾筒的前端設置有遞紙牙，滾筒的上方設置有第二叼紙牙，滾筒的兩端連接有齒輪，齒條設置于所述滾筒的左右兩端并與齒輪嚙合，兩條齒條之間設置有升降臺，升降臺的上方設置有噴墨頭和激光模切裝置，噴墨頭和激光模切裝置分別位于T形支架的前后兩側，T形支架的兩端橫跨于第二絲杠上，第二絲杠的一端連接有第三電機；第四電機設置于T形支架的一側，第四電機的旁邊設置有激光器。輸紙板的高度與升降臺處于最低位置時的高度相同。噴墨頭包括黑色油墨噴頭，呈環形排列的黃色油墨噴頭、品紅油墨噴頭和青色油墨噴頭；黃色油墨噴頭、品紅油墨噴頭和青色油墨噴頭的下端噴射口的頂部彎曲。本專利技術的有益效果是本專利技術的快速成型機通過優化結構，省去了紙臺下降、在多余區域切割很多網格等多個工藝，節約了時間；并通過在每層紙張的模切線上噴涂彩色油墨的方式，制造出彩色三維實體。附圖說明圖I是本專利技術快速成型機的結構示意圖；圖2是本專利技術快速成型機中噴墨頭和激光模切裝置的結構示意圖。圖中，I輸紙板,2輸紙鏈條,3第一問紙牙,4第一電機,5第一絲杠,6第二電機,7噴膠頭，8齒條，9齒輪，10遞紙牙，11滾筒，12第二叼紙牙，13升降臺，14噴墨頭，15激光模切裝置，16第二絲杠，17第三電機，18第四電機，19激光器，20T形支架，141黃色油墨噴頭，142品紅油墨噴頭，143黑色油墨噴頭，144青色油墨噴頭。具體實施例方式下面結合具體實施方式對本專利技術快速成型機進行詳細說明。如圖I所示，基于激光切割單張紙的快速成型機，本專利技術的快速成型機的特點是，包括噴膠機構和切割機構，噴膠機構設置于所述切割機構的前方。噴膠機構包括，輸紙板1，設置于輸紙板I兩側的輸紙鏈條2，以及設置于輸紙板I前端的第一叼紙牙3 ;在輸紙鏈條2的上方設置有第一絲杠5，第一絲杠5的前端設置有第一電機4，第一絲杠5的上部設置有噴膠頭7，噴膠頭7的一端連接有第二電機6。切割機構包括滾筒11，滾筒11的前端設置有遞紙牙10，滾筒11的上方設置有第二叼紙牙12，滾筒11的兩端連接有齒輪9，齒條8設置于滾筒11的左右兩端并與齒輪9嚙合，兩條齒條8之間設置有升降臺13，升降臺13的上方設置有噴墨頭14和激光模切裝置15，噴墨頭14和激光模切裝置15分別位于T形支架20的前后兩側，T形支架20的兩端橫跨于第二絲杠16上，第二絲杠16的一端連接有第三電機17 ;第四電機18設置于T形支架20的一側，所述第四電機(18)的旁邊設置有激光器19。輸紙板I的高度與升降臺13處于最低位置時的高度相同。噴墨頭14包括黑色油墨噴頭143，呈環形排列的黃色油墨噴頭141、品紅油墨噴頭142和青色油墨噴頭144 ;黃色油墨噴頭141、品紅油墨噴頭142和青色油墨噴頭144的下端噴射口的頂部彎曲。工作時，首先在電腦上設計出所需零件的三維模型，在Z向將其按一定厚度進行·離散(分層)，把三維模型變成一系列的層片。然后將單張紙使用輸紙鏈條2向前輸送，到達輸紙板I的特定位置后停下來，通過第一電機4和第二電機6以及第一絲杠5控制噴膠頭7在紙張上相應的切割輪廓范圍內噴上膠；然后將噴好膠的紙張向前輸送，并通過遞紙牙10傳遞給后面的滾筒11上的叼紙牙12，隨著滾筒11兩端的齒輪9在齒條8上轉動，紙張逐漸貼附在滾筒上；當到叼紙牙12位于滾筒11正下方時，松開叼紙牙并繼續向右轉動滾筒，將紙張粘接在升降臺13上已經加工好的紙堆上，當紙張粘接完全后，滾筒反向轉動，返回最初的位置；然后通過第三電機17和第四電機18以及第二絲杠16控制激光模切裝置15在紙張上切割出相應層片的輪廓；最后通過激光模切裝置15旁邊的噴墨頭14進行噴墨，在模切線的截面上涂上相應的顏色，當完成噴墨后，升降臺13下降一個紙張厚度的距離，噴墨頭右移到最右端的位置，為下一次滾筒粘接紙張做準備。如此往復進行各個工藝。本專利技術通過以上具體方式，解決了現有技術中尤其是分層實體制造技術中切割費時和無法制造彩色三維實體的問題，并通過在每層紙張的模切線上噴涂彩色油墨的 方式，制造出彩色三維實體。權利要求1.基于激光切割單張紙的快速成型機，其特征在于，包括噴膠機構和切割機構，所述噴膠機構設置于所述切割機構的前方。2.如權利要求I所述的基于激光切割單張紙的快速成型機，其特征在于，所述噴膠機構包括，輸紙板(1)，設置于所述輸紙板(I)兩側的輸紙鏈條(2)，以及設置于所述輸紙板Cl)前端的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于激光切割單張紙的快速成型機，其特征在于，包括噴膠機構和切割機構，所述噴膠機構設置于所述切割機構的前方。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張海燕，程傳新，
申請(專利權)人：西安理工大學，
類型：發明
國別省市：