[實用新型]一種基于并聯機構的激光近凈成形設備

有效

• 申請號: 201520481101.5
• 申請日: 2015-07-06
• 公開（公告）號: CN204818062U
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 孫貝;劉曉;賈磊
• 申請（專利權）人: 山西省交通科學研究院
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B28B1/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術領域

本實用新型屬于增材制造設備技術領域，具體來說，涉及到一種基于并聯機構的激光近凈成形設備。

背景技術

激光近凈成形技術自提出以來，由于具有成形零件性能優越、制造過程快速、柔性化程度高、技術高度集成、可用材料豐富、經濟效益顯著等優點，得到國內外研究學者廣泛關注，并研究制備了各種類型的激光近凈成形設備以擴展該技術的應用領域。但是，現階段激光近凈成形設備仍存在一些缺陷，如：絕大多數設備屬于直角坐標系機構，其成形空間受到X、Y、Z方向導軌程度限制，無法實現大尺寸零件直接制備；設備Z方向運動通常依靠噴嘴移動來實現，噴嘴移動極易造成成形顆粒斷流或突然外涌，降低了成形零件的尺寸精度和性能質量；研究分析發現成形過程對工件承載臺施加振動可有效細化晶粒、提高零件性能質量，當前設備為實現該功能需要添加專門的振動系統，提高設備制造成本及復雜化程度；由于無法在成形過程實時調整堆積方向，無法制備或需要花費大量時間方能制備復雜結構零件。

發明內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種性能優異的基于并聯機構的激光近凈成形設備。

本實用新型所述的一種基于并聯機構的激光近凈成形設備，所述激光近凈成形設備包括粉末輸送及控制系統、并聯機構運動系統和機架三部分；所述粉末輸送及控制系統由噴嘴伸縮桿1、噴嘴2、送粉及保護氣體管路3、加工源4和粉末存儲倉5組成；所述噴嘴伸縮桿1與機架11相接，其下端固定連接有噴嘴2；所述噴嘴2與加工源4同軸放置，粉末到達噴嘴2后被熱源熔化形成堆積層；所述送粉及保護氣體管路3一端與噴嘴2連接，一端與粉末存儲倉5連接，利用惰性氣體作為載體及保護氣體，在壓力作用下將粉末輸送至噴嘴2；所述并聯機構運動系統由工件承載臺6、球鉸7、伸縮連桿8、萬向副9和基礎平臺10組成；所述工件承載臺6位于基礎平臺10正上方，其短邊對應平行于基礎平臺10長邊；所述萬向副9有六個，均勻布置于六邊形狀的基礎平臺10外接圓上；所述六個球鉸7有六個，均勻布置于六邊形狀的工件承載臺外接圓上；所述伸縮連桿8一端與萬向副9連接，另一端與球鉸7連接。

本實用新型所述的一種基于并聯機構的激光近凈成形設備，所述噴嘴伸縮桿1能沿Z軸上下移動，且能在X方向自由伸縮，設備不工作時收縮放置于機架11內部減少占用空間。

本實用新型所述的一種基于并聯機構的激光近凈成形設備，所述噴嘴伸縮連桿1的驅動裝置為高頻交流伺服電動缸，控制工件承載臺6在零件成形過程產生高頻振動。

本實用新型所述的一種基于并聯機構的激光近凈成形設備，所述工件承載臺6用于零件成形，其運動軌跡可控制以完成零件逐層堆積。

本實用新型所述的一種基于并聯機構的激光近凈成形設備，所述工件承載臺6的位姿在零件成形過程中可調整以實時改變成形堆積方向。

本實用新型所述的一種基于并聯機構的激光近凈成形設備，所述成形粉末為球形金屬顆粒或球形陶瓷顆粒。

與現有技術相比，本實用新型所述的基于并聯機構的激光近凈成形設備采用高頻伺服電動缸為驅動，實現工件承載臺的高頻振動，達到細化晶粒、改善零件組織性能的目的；零件在工件承載臺上堆積成形，尺寸可調整范圍大，因此，尺寸精度高；零件成形過程中通過調整工件承載臺位姿可實時改變成形堆積方向，降低帶有封閉空腔、細長伸出結構、復雜曲面等特征的零件的制備難度，提高加工效率。

附圖說明

圖1：基于并聯機構的激光近凈成形設備結構圖；噴嘴伸縮桿-1、噴嘴-2、送粉及保護氣體管路-3、加工源-4、粉末存儲倉-5、工件承載臺-6、球鉸-7、伸縮連桿-8、萬向副-9、基礎平臺-10、機架-11。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本實用新型所述的基于并聯機構的激光近凈成形設備做進一步說明，但是本實用新型的保護范圍并不限于此。

實施例1