[實用新型]一種基于鋪粉加工的梯度功能材料制備裝置有效

申請號：	201420273399.6	申請日：	2014-05-26
公開（公告）號：	CN203863022U	公開（公告）日：	2014-10-08
發明（設計）人：	楊永強;王赟達;宋長輝	申請（專利權）人：	華南理工大學
主分類號：	B22F3/115	分類號：	B22F3/115;B22F3/105;B22F9/04;C23C24/10
代理公司：	廣州市華學知識產權代理有限公司 44245	代理人：	蔡茂略
地址：	510640 廣***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于加工梯度功能材料制備裝置
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及激光選區熔化成型技術領域，尤其涉及一種基于鋪粉加工的梯度功能材料制備裝置。

背景技術

隨著國防高科技及能源技術的發展，對材料性能的要求變得越來越苛刻，有時根據外界環境的不同，對同一材料的不同部位有不同的特殊要求，在這種情況下，梯度功能材料(Functionally?Graded?Material，簡稱FGM)扮演者越來越重要的角色。FGM是以計算機輔助設計為基礎，采用先進的材料制備技術，使材料的組成，結構沿厚度方向呈梯度變化，從而使材料的性能也呈梯度變化的一種新型材料。從材料的結構角度來看，梯度功能材料與均一材料、復合材料不同。它是選用兩種(或多種)性能不同的材料，通過連續地改變這兩種(或多種)材料的組成和結構，使其界面消失導致材料的性能隨著材料的組成和結構的變化而緩慢變化，形成梯度功能材料。從材料的組合方式來看，梯度功能材料可分為金屬/合金，金屬/非金屬，非金屬/陶瓷、金屬/陶瓷、陶瓷/陶瓷等多種組合方式，因此可以獲得多種特殊功能的材料。除此之外，梯度功能材料的組分結構及物性參數都呈連續變化，同一材料的兩側具有不同的性質或功能且能完美結合，由于其本身優異的性能，梯度功能材料已經引起了各國材料研究學者的高度重視，迄今為止，已經研究出了多種制備梯度功能材料的方法并制備出許多體系的梯度功能材料。

梯度功能材料的設計思想是以實現特殊功能為目標，通過合適的方法和手段完成材料的制備。主要的制備方法有粉末冶金法、等離子噴涂法、化學氣相沉積法、物理氣相層積法、激光熔覆法、自蔓延高溫合成法等。但常規的制備方法一般只能制造尺寸小、形狀簡單的梯度功能材料。開發和應用新的制備技術，如仿生法、微波合成與燒結法、分子自組裝法、無壓浸滲法、超分子復合法、快速成型法、形變與馬氏體相變法等，深入研究電、磁、光、高能射線等對工藝的影響，為梯度材料的制備提供更廣闊的途徑。

近些年，激光選區熔化技術(Selective?Laser?Melting，簡稱SLM)在金屬零件3D打印領域得到了越來越多的應用，SLM技術是一種基于激光熔化金屬粉末的3D打印技術，采用增材制造的基本原理，即先采用計算機設計出零件的三維模型，然后通過專用軟件對三維模型進行切片分層，得到截面的輪廓數據，然后導入快速成形設備，設備根據輪廓數據，控制激光束選擇性地熔化各層的金屬粉末，逐步堆疊成三維金屬零件。與傳統的加工方法相比，SLM技術的優勢在于能直接制造具有高精度、復雜幾何結構、組織致密、機械性能良好的金屬零件。

目前SLM技術只能對單一的金屬材料進行增材制造，而隨著科技的發展，復雜的環境對功能零件的要求越來越高，為了實現具有特殊功能、特殊要求的金屬零件3D打印，基于SLM技術的梯度功能材料及裝置的制備必將會帶來新的創新與突破。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種基于鋪粉加工的梯度功能材料制備裝置；其結構簡單、開發成本低，能夠實現多種高熔點金屬材料及復雜結構件的直接成型。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種基于鋪粉加工的梯度功能材料制備裝置，包括鋪粉裝置，以及自上而下通過管路依次連接的送料裝置、粉末匯集裝置、粉末混合控制裝置；

所述送料裝置包括三個粉料筒1-1，即A粉料筒、B粉料筒、C粉料筒；

所述粉末匯集裝置包括粉末匯集室2-1；

所述粉末混合控制裝置，包括自上而下依次設置的緩沖篩網3-1、攪拌葉片3-2、控制開關3-3、供粉口3-4；

所述粉料筒1-1通過管路連接粉末匯集室2-1，并在這段管路上自上而下依次設置有流量控制器1-2、氣體動力發生器1-3；

所述粉末匯集室2-1與粉末混合控制裝置接口處設有限壓閥門2-2。

所述粉料筒1-1與粉末匯集室2-1的管路接口處還設置有密封墊圈1-4。

所述鋪粉裝置包括控制鋪粉裝置運動的小電機4-1、鋪粉刷4-2、粉料槽4-3。