[發明專利]一種金屬構件快速成形裝置

有效

• 申請號: 201710638934.1
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107267768B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 朱正海
• 申請（專利權）人: 馬鞍山尚元冶金科技有限公司
• 主分類號: C22B9/187
• 分類號: C22B9/187;B33Y30/00
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 韋超峰;劉佳偉

本發明公開了一種金屬構件快速成形裝置，屬于冶金技術領域。本發明的金屬構件快速成形裝置，包括電源、自耗電極、精煉器以及與計算機連接的增材制造機構；增材制造機構用于在一承載板上D打印出金屬構件外殼；精煉器下端面向金屬構件外殼內部，精煉器內填充有精煉渣；自耗電極位于精煉器上方且其下端伸入精煉器內的精煉渣中；電源一端與自耗電極電聯接，另一端與承載板電聯接。本發明的目的在于克服現有的快速成型技術在成形大尺寸結構件時表現出的效率較低、品質較低的不足，提供了一種金屬構件快速成形裝置，將快速成形工藝和特種冶金工藝的優勢相結合，能夠顯著提高大尺寸金屬構件快速成形的生產效率和產品品質。

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，更具體地說，涉及一種金屬構件快速成形裝置，適用于鋼鐵材料及其他金屬材料的構件制造。

背景技術

當前，能夠直接獲得不規則零件的技術主要是鑄造技術和快速成型技術。鑄造技術發展已久，鋼液可直接成型，但生產效率太低，適合復雜零件的制造。快速成型技術是二十世紀八十年代后期出現的一項新型加工技術，它集成了現代數控技術、CAD/CAM技術及材料科學等領域的最新成果，可將設計構思自動、快速地轉化為具有一定結構和功能的零件原型或直接制造出零件。快速成型技術與傳統加工方法相比，可縮短生產周期，實現智能化生產。

金屬增材制造技術被普遍看作是增材制造技術領域最具難度的前沿發展方向，按熱源類型可分為激光、電子束和電弧3類。過去主要研究以激光、電子束為熱源的粉基金屬增材制造技術，如：激光近凈成形技術LENS、選擇性激光融化SLM、激光融化沉積LMD等，通過不斷熔化或燒結金屬粉來連續逐層制備復雜結構零部件，現已應用于航空航天、國防軍工等高精尖技術領域部分關鍵零部件，但其成形速率慢，設備昂貴，且粉基原料制備成本和使用成本過高。在鋼鐵材料的快速成型方面，由于鋼的凝固特點，技術難度很大，成本昂貴，生產效率過低。因此，現有的快速成型技術在成形大尺寸結構件時表現出一定的局限性，需要發展新的技術提高生產效率，降低生產成本。

現有技術中關于快速成型技術已有相關專利公開，如專利公開號：CN 106312069A，公開日：2017年01月11日，發明創造名稱為：一種増材制造的熔池控制方法，該申請案公開了一種電弧増材成型法和熔融沉積増材制造法的熔池控制技術，其關鍵在于使用其他材料在熔池邊緣搭建一個可以限制金屬液流動的外框或輪廓，利用液體本身的表面張力和對其他材料的斥力，約束液態金屬的流動。在進行金屬材料的成型時，成型臺上安裝的震動模塊會對熔池進行震動使液態金屬在被輪廓約束的區域內可以均勻鋪開。但是該申請案的不足之處在于：電弧增材制造技術WAAM相對于傳統冶金制造流程，效率仍不具可比性，且產品的純凈度完全依賴絲材的純凈度，而絲材制作工藝也較為復雜，限制了成形件材料向高品質和多樣性方向的發展。

綜上所述，如何克服現有的快速成型技術在成形大尺寸結構件時表現出的效率較低、品質較低的不足，是現有技術中亟需解決的技術難題。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有的快速成型技術在成形大尺寸結構件時表現出的效率較低、品質較低的不足，提供了一種金屬構件快速成形裝置，將快速成形工藝和特種冶金工藝的優勢相結合，能夠顯著提高大尺寸金屬構件快速成形的生產效率和產品品質。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的金屬構件快速成形裝置，包括電源、自耗電極、精煉器以及與計算機連接的增材制造機構；

所述增材制造機構用于在一承載板上3D打印出金屬構件外殼，所述金屬構件外殼內填充有精煉渣；

所述精煉器下端面向金屬構件外殼內部，精煉器內填充有精煉渣；所述自耗電極位于精煉器上方且其下端伸入精煉器內的精煉渣中；所述電源一端與自耗電極電聯接，另一端與所述承載板電聯接。