[發明專利]一種軋輥等離子3D快速成型設備及成型方法

在審

• 申請號: 201610121706.2
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105522154A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 華云峰;程國君;郝勇;魏志宇
• 申請（專利權）人: 中研智能裝備有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F5/00;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 景麗娜

1.一種軋輥等離子3D快速成型設備，其特征在于：由監控系統、等離子束流加工系統和 供待成型軋輥放置的水平打印臺組成，所述待成型軋輥包括輥芯(3-1)和布設在輥芯(3-1) 中部外側的輥身外層(3-2)，輥身外層(3-2)與輥芯(3-1)呈同軸布設；所述水平打印臺包括 水平支撐機構(16)和固定安裝在水平支撐機構(16)上且帶動輥芯(3-1)繞其中心軸線進行 旋轉的水平旋轉機構(4)，所述水平旋轉機構(4)位于水平支撐機構(16)上方，所述輥芯(3- 1)呈水平布設且其安裝于水平旋轉機構(4)上；

所述等離子束流加工系統由安裝有噴頭且用于產生等離子束的等離子體發生器、為所 述等離子體發生器提供工作氣體的供氣裝置(1)、用于連續送出被加工絲材(2)的送絲裝置 和對打印位置進行調整的打印位置調整裝置組成，所述等離子體發生器和所述送絲裝置均 位于水平旋轉機構(4)上方，所述送絲裝置位于所述等離子體發生器一側；所述供氣裝置 (1)通過供氣管(5)與所述等離子體發生器上所開的進氣口連接；所述被加工絲材(2)的外 端為熔化端，所述熔化端位于所述噴頭的出口下方且其位于所述等離子束的中心軸線上； 所述打印位置調整裝置包括帶動所述等離子體發生器與所述送絲裝置同步在水平面上進 行移動的水平移動裝置和帶動所述等離子體發生器、所述送絲裝置與所述水平移動裝置同 步移動并相應對所述噴頭的出口與輥芯(3-1)之間的距離進行調節的打印距離調節裝置， 所述等離子體發生器和所述送絲裝置均安裝在所述水平移動裝置上，且所述水平移動裝置 安裝在所述打印距離調節裝置上；

所述監控系統包括對所述水平移動裝置進行控制的水平移動控制器(24)、對輥身外層 (3-2)的外表面溫度進行實時檢測的溫度檢測單元(9)、對所述噴頭的出口與輥芯(3-1)之 間的距離進行實時檢測的距離檢測單元(8)、對所述打印距離調節裝置進行控制的打印距 離調節控制器(10)、對輥芯(3-1)的旋轉角度進行實時檢測的旋轉角度檢測單元(26)和對 水平旋轉機構(4)進行控制的旋轉控制器(15)，所述水平移動控制器(24)與所述水平移動 裝置連接，所述打印距離調節控制器(10)與所述打印距離調節裝置連接，所述溫度檢測單 元(9)和距離檢測單元(8)均與打印距離調節控制器(10)連接；所述溫度檢測單元(9)與打 印距離調節控制器(10)組成溫度調控裝置；所述旋轉角度檢測單元(26)與旋轉控制器(15) 連接。

2.按照權利要求1所述的一種軋輥等離子3D快速成型設備，其特征在于：所述監控系統 還包括對所述等離子體發生器進行控制的等離子發生控制器(7)、對供氣管(5)的氣體流量 進行實時檢測的氣體流量檢測單元(11)和對供氣管(5)上安裝的流量調節閥(25)進行控制 的氣體流量控制器(12)，所述等離子發生控制器(7)與所述等離子體發生器連接，所述氣體 流量檢測單元(11)與氣體流量控制器(12)連接。

3.按照權利要求1或2所述的一種軋輥等離子3D快速成型設備，其特征在于：所述等離 子體發生器包括等離子槍(13)，所述噴頭為等離子槍(13)前端的陽極噴嘴(13-2)；所述等 離子槍(13)包括開有所述進氣口的槍體(13-1)、位于槍體(13-1)正前方的陽極噴嘴(13-2) 和插裝于槍體(13-1)內的陰極(13-3)，所述陽極噴嘴(13-2)位于陰極(13-3)前側，所述放 電室(13-4)位于陰極(13-3)前側且其位于陽極噴嘴(13-2)的后部內側，所述陽極噴嘴(13- 2)的前部內側為噴口(13-5)；所述陽極噴嘴(13-2)、陰極(13-3)和放電室(13-4)均與槍體 (13-1)呈同軸布設；所述進氣口位于槍體(13-1)后側，所述噴口(13-5)與槍體(13-1)呈同 軸布設或與槍體(13-1)的中心軸線之間的夾角為30°～45°。

4.按照權利要求1或2所述的一種軋輥等離子3D快速成型設備，其特征在于：所述送絲 裝置包括上部纏繞有被加工絲材(2)的絲盤(6)、對被加工絲材(2)進行輸送的送絲機構和 對所述送絲機構進行驅動的送絲驅動機構(14)，所述送絲機構位于絲盤(6)內側且與所述 送絲機構連接；所述絲盤(6)同軸安裝在轉軸上且能繞所述轉軸進行轉動。