[發明專利]一種用于金屬增材制造的鍛打裝置

在審

• 申請號: 201810542110.9
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108393495A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 吳繼林
• 申請（專利權）人: 吳繼林
• 主分類號: B22F3/24
• 分類號: B22F3/24;B22F3/105;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于金屬增材制造的鍛打裝置，包括打印頭、導向座、導桿、鍛錘、導向軸承和振動座，所述導向座抱緊在打印頭上，導向座上對稱的設置有兩個導向軸承且每個導向軸承內設置有一導桿，導桿的內部設置有導孔，導桿的下端固定在鍛錘上、上端固定在振動座上，進水接頭和出水接頭安裝在振動座上且與導孔連通，第一振動電機和第二振動電機安裝在振動座上且分別位于打印頭的兩側，所述鍛錘為圓環型且內部設置有環形冷卻流道，導桿的導孔與冷卻流道連通，第一振動電機和第二振動電機工作時帶動鍛錘上下振動擊打工件。本發明使金屬增材制造每一層的微觀組織由鑄態轉變成為鍛態組織，大幅細化晶粒和提高力學性能。

技術領域

本發明涉及金屬增材制造技術領域，具體地涉及一種用于金屬增材制造的鍛打裝置。

背景技術

目前，增材制造技術己經在鑄造砂型、生物醫療器械、高分子材料等領域獲得了廣泛應用，但是由于該技術本身的特點限制了其在金屬零部件快速成形制造領域的應用，尤其在利用現有的高能束（激光、電于束和等離于）增材制造技術制造大型復雜金屬結構件時遇到了瓶頸。因為金屬的增材制造過程經歷了復雜物理治金過程，零件成形時經歷的材料熔化、凝固和冷卻都是在極快的條件下進行的，不可避免的導致熔池與基體間處在很大的溫度梯度，這樣會產生熱應力和殘余應力，易產生微裂紋降低材料的韌性。同時，材料內部的金屬組織為鑄態，呈現出樹枝狀。另外，由于增材制造過程中多種成形工藝因素的影響，在金屬沉積層中易形成裂紋、氣孔、夾雜、層間結合不良、球化效應等缺陷，材料內部微觀組織缺陷導致增材制造金屬零部件的力學性能（如韌性、強度和疲勞性能等）劣化，這是影響增材制造技術在金屬零部件、特別是大型復雜金屬構件制造應用推廣的最主要技術瓶頸。

因此，如何改善材料內部微觀組織、堿少材料內部缺陷、提高金屬零部件的力學性能，降低和消除增材制造金屬零部件內部殘余應力防止變形和開裂、實現大型金屬構件控形控性增材制造是目前金屬增材制造領域一個重要的研究方向。

目前，解決增材制造微觀組織和力學性能主要方法和技術有后處理技術、超聲干擾、超聲沖擊和滾壓軋制技術。通過對目前現有的幾種改善增材制造微觀組織和提高金屬零部件力學性能的方法分析可以發現，這些方法和技術，能夠在一定程度上改善了金屬增材制造材料內部微觀組織和提高了金屬零部件的力學性能，但每種增材制造輔助方法都存在一定局限性，只能在一定的條件下使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于金屬增材制造的鍛打裝置，能夠解決金屬增材制造所制備材料內部殘余應力引起的開裂、材料內部缺陷以及材料內部微觀組織粗大和不均勻導致的零部件力學性能差等問題。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案是：一種用于金屬增材制造的鍛打裝置，包括打印頭、導向座、導桿、鍛錘、導向軸承和振動座，所述導向座抱緊在打印頭上，導向座上對稱的設置有兩個導向軸承且每個導向軸承內設置有一導桿，導桿的內部設置有導孔，導桿的下端固定在鍛錘上、上端固定在振動座上，進水接頭和出水接頭安裝在振動座上且與導孔連通，第一振動電機和第二振動電機安裝在振動座上且分別位于打印頭的兩側，第一振動電機和第二振動電機工作時帶動鍛錘上下振動擊打工件。

進一步地，所述鍛錘為圓環型且內部設置有環形冷卻流道，導桿的導孔與冷卻流道連通。

本發明的有益效果是：一種用于金屬增材制造的鍛打裝置，通過第一振動電機和第二振動電機在金屬逐層打印時帶動鍛錘上下振動鍛打工件，可消除增材制造成形件特有的規則的枝狀結晶組織，使其每一層的微觀組織由鑄態轉變成為鍛態組織，大幅細化晶粒和提高力學性能。

附圖說明

圖1為本發明一種用于金屬增材制造的鍛打裝置結構示意圖。

圖2為本發明一種用于金屬增材制造的鍛打裝置結構剖視圖。