大尺寸FDM增材制造多臂打印执行机构

面向大尺寸构件复合叠层增材制造场景设计的多臂协同打印执行机构，核心解决传统单喷头大尺寸FDM设备打印幅面受限、层间结合间隙大、加工后处理工作量高的实际工程问题。整套机构以环形大尺寸打印平台为安装基准，平台表面做硬质阳极氧化处理，平面度控制在0.2mm/㎡范围内，可承载最大2t的打印构件重量，适配直径12m以内的筒形类大尺寸构件原位打印需求，无需额外搭建分体式拼接平台，减少大型构件打印过程中的平台拼接误差。执行端采用多臂协同布局，主垂直臂承担喷头垂直方向的Z向进给运动，进给行程覆盖0-3.5m范围，进给重复定位精度控制在±0.1mm，配套的直线导轨采用重载型滚柱导轨，可承受打印过程中喷头挤出的反作用力，避免长行程下的臂体抖动。额外增设的填充臂专门负责层间间隙的补料填充，在主臂完成大宽度路径打印后，填充臂以0.8mm的窄挤出宽度对层间缝隙、路径衔接缺口进行补打，可将打印件的层间空隙率从传统单喷头的12%降低至2%以内，大幅减少后续打磨、补涂的后处理工序时长。送丝路径采用内置走线设计，打印耗材丝从设备底部的料架引出，沿升降机构的内置拖链敷设至滑环组件，再通过滑环的旋转导通结构将耗材输送至臂体末端的喷头，滑环可支持臂体360°连续旋转无走线缠绕，旋转过程中送丝阻力波动控制在5N以内，避免长距离送丝出现的断丝、送丝不均问题。臂体末端的旋转关节采用交叉滚子轴承支撑，可在打印过程中根据路径走向自动调整喷头角度，适配曲面构件的法向打印需求，无需额外调整平台姿态。整套机构的运动模拟验证覆盖全行程运动、多臂协同避让、极限位置送丝等工况，各运动部件的安装边界预留15mm的安全间隙，避免大尺寸运动过程中出现部件干涉，大型结构件的主体制造采用钢板焊接后去应力处理，精加工工序由臂端搭载的铣削模块完成，可在打印完成后直接对构件表面进行原位精加工，无需二次装夹找正，大幅提升大尺寸增材制造的加工效率与成型精度。