[發(fā)明專利]一種金屬增材制造裝置及方法

在審

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• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107520447A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設計）人: 潘涌
• 申請（專利權）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

技術領域

本發(fā)明屬于金屬增材制造技術領域，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

增材制造技術，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，制造設備成本高難于推廣。而且，現(xiàn)有技術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，結構較復雜。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術中的不足之處，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，結構簡單，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置，所述電磁感應線圈纏繞在所述料倉下部并靠近所述噴口設置，所述電磁加熱裝置位于所述電磁感應線圈上方。

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，所述電磁感應線圈由多個線圈復合組成。

可選的，所述電磁加熱裝置安裝于所述料倉周邊。

可選的，所述電磁感應線圈下設有工件表面加熱器，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置。

可選的，所述料倉下方設有工作臺。

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)生電磁感應或電磁輻射對金屬原料進行加熱，采用電磁感應線圈產(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)生電磁感應或電磁輻射對金屬原料進行加熱熔化，可以大幅度增加應用本方法的設備的功率，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

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、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?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(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設置，所述電磁感應線圈3纏繞在所述料倉1下部并靠近所述噴口設置，所述電磁加熱裝置2位于所述電磁感應線圈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，可以提高設備功率，以提高設備的加工效率。以電磁感應線圈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。