[發(fā)明專利]一種金屬增材制造裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710752167.7
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107520447A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘涌
• 申請（專利權(quán)）人: 潘涌
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 黃華蓮,郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬增材制造方法，還涉及了一種用于該方法的金屬增材制造裝置。

背景技術(shù)

增材制造技術(shù)，是指通過逐層增加材料的方式將數(shù)字模型制造成三維實體物件的過程，其基本特征是分層制造。金屬增材制造，在金屬加工成型中具有重大意義，可以大幅提高加工效率，節(jié)約材料和時間。常用的金屬增材技術(shù)主要包括：粉床分層成形、電弧熔絲沉積成形和激光直接沉積增材成形。粉床分層成形，是以激光或電子束對金屬粉末進行加熱熔接，層疊成形。電弧熔絲沉積成形，是以電弧熔焊的方式進行金屬堆疊成形。激光直接沉積增材成形，是以激光對工件表面加熱熔化并加以粉末噴射堆積成形。

激光直接沉積增材成形受激光器的限制，電弧熔絲沉積成形受電子束和電弧功率的限制，成型速度慢，大功率電弧難以控制成形精度，不適合大型工件的制造。粉床分層成形粉末間存在空隙，影響工件強度。激光直接沉積增材成形金屬粉末需要氣體推動，制造設(shè)備成本高難于推廣。而且，現(xiàn)有技術(shù)中的增材制造裝置通常采用電磁閥等進行送料控制，控制不方便，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種加工效率更高，適合大型工件的制造，送料控制方便，結(jié)構(gòu)簡單，且加工成本低的金屬增材制造裝置及方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的金屬增材制造裝置，包括料倉、電磁加熱裝置和電磁感應(yīng)線圈，所述料倉上端開有金屬原料入口，所述料倉下端開有噴口，所述電磁加熱裝置靠近所述料倉設(shè)置，所述電磁感應(yīng)線圈纏繞在所述料倉下部并靠近所述噴口設(shè)置，所述電磁加熱裝置位于所述電磁感應(yīng)線圈上方。

可選的，所述料倉為非金屬耐熱腔體。

進一步的，所述料倉下部內(nèi)凹，所述電磁感應(yīng)線圈纏繞在所述料倉下部的內(nèi)凹處。

進一步的，所述電磁感應(yīng)線圈由多個線圈復(fù)合組成。

可選的，所述電磁加熱裝置安裝于所述料倉周邊。

可選的，所述電磁感應(yīng)線圈下設(shè)有工件表面加熱器，所述工件表面加熱器安裝在所述料倉上并靠近所述噴口設(shè)置。

可選的，所述料倉下方設(shè)有工作臺。

本發(fā)明還提供一種金屬增材制造方法，包括如下步驟：

將金屬原料從金屬原料入口放入料倉；

電磁加熱裝置對金屬原料進行加熱，使金屬原料熔化為金屬熔液；

通過纏繞在料倉下部的電磁感應(yīng)線圈控制金屬熔液在料倉噴口處的流速。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、本發(fā)明的金屬增材制造裝置，采用電磁加熱裝置產(chǎn)生電磁感應(yīng)或電磁輻射對金屬原料進行加熱，采用電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電磁力或電動力對金屬熔液進行擠出控制，可以提高加工效率，降低大型和超大型工件的加工成本，降低設(shè)備成本，實現(xiàn)金屬增材制造的普及，該裝置還可以根據(jù)材料或工藝需求，選擇在空氣，惰性氣體保護或真空中應(yīng)用。

2、本發(fā)明的金屬增材制造方法，采用電磁加熱裝置產(chǎn)生電磁感應(yīng)或電磁輻射對金屬原料進行加熱熔化，可以大幅度增加應(yīng)用本方法的設(shè)備的功率，提高生產(chǎn)效率。

3、本發(fā)明的金屬增材制造方法，采用電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生電磁力或電動力控制金屬熔液的流速，電磁力直接作用在金屬熔液上，便于控制金屬熔液的噴出。

附圖說明

圖1為一種金屬增材制造裝置的示意圖。

其中，1、料倉；2、電磁加熱裝置；3、電磁感應(yīng)線圈；4、工件表面加熱器；5、金屬原材料；6、金屬熔液；7、加工工件；8、工作臺。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參考圖1，本實施例的金屬增材制造裝置，包括料倉1、電磁加熱裝置2和電磁感應(yīng)線圈3，所述料倉1上端開有金屬原料入口，所述料倉1下端開有噴口，所述電磁加熱裝置2靠近所述料倉1設(shè)置，所述電磁感應(yīng)線圈3纏繞在所述料倉1下部并靠近所述噴口設(shè)置，所述電磁加熱裝置2位于所述電磁感應(yīng)線圈3上方。采用電磁加熱裝置2進行加熱，使金屬原料5熔化為金屬熔液6，可以提高設(shè)備功率，以提高設(shè)備的加工效率。以電磁感應(yīng)線圈3對金屬熔液6進行控制，可以產(chǎn)生向上或向下的電動力作用在金屬熔液6上，使金屬熔液6噴出或停止噴射，進而可以實現(xiàn)對金屬熔液6噴出量的控制。