[發明專利]一種非晶合金顱骨修護體的柔性成形裝置及其成形方法

有效

• 申請號: 201811103658.X
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109290434B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 龔攀;李方偉;王新云;莫健華;鄧磊;金俊松
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;B21D37/16
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

1.一種非晶合金顱骨修護體的柔性成形裝置，其特征在于，該裝置包括夾持單元和成形單元，其中，

夾持單元對稱設置在成形單元的側面，用于夾持待加工非晶合金板材并保持其在加工過程中位置不變；

成形單元包括工具頭(5)和激光器(6)，工具頭(5)設置在待加工非晶合金板材(3)的上方，其上端沿圓周方向均勻設置有多個激光器，該激光器用于在工具頭對該工具頭下方的待加工區域加工前對該加工區域進行加熱，使得該待加工區域的非晶合金板材處于玻璃化轉變溫度與起始晶化溫度之間的過冷液相區，即使得待加工區域處于超塑性狀態，工具頭沿預設軌跡逐層碾壓成形待加工非晶合金板材，以此實現待加工非晶合金板材的柔性成形。

2.如權利要求1的一種非晶合金顱骨修護體的柔性成形裝置，其特征在于，裝置還包括與工具頭相對設置的定支撐模具(9)，一方面用于支撐待加工非晶合金板材，一方面作為加工該待加工非晶合金板材的凹模。

3.如權利要求1所述的一種非晶合金顱骨修護體的柔性成形裝置，其特征在于，每個所述激光器(6)形成的加熱區域不小于工具頭截面面積的2倍，保證工具頭(5)移動至下一位置時該位置已被加熱至超塑性狀態。

4.如權利要求1所述的一種非晶合金顱骨修護體的柔性成形裝置，其特征在于，成形單元還包括箱體(1)，該箱體中通入有惰性氣體，用于避免加工過程中待加工非晶合金板材的加工區域氧化。

5.如權利要求1所述的一種非晶合金顱骨修護體的柔性成形裝置，其特征在于，工具頭中設置有冷卻流道(501)，一方面用于降低工具頭的溫度，避免過熱，另一方面快速冷卻已經成形的區域。

6.如權利要求1所述的一種非晶合金顱骨修護體的柔性成形裝置，其特征在于，夾持單元包括墊板(2)和壓板(4)，待成形非晶合金置于墊板和壓板之間。

7.一種利用權利要求1-6任一項非晶合金顱骨修護體的柔性成形裝置的成形方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

(a)掃描所需顱骨修護體的三維結構和曲面參數，根據該三維結構和曲面參數構建顱骨修護體的三維結構模型，將該三維結構模型按照預設層高進行切片，以此獲得在每個切片層中所需顱骨修護體的外部輪廓，根據該輪廓生成工具頭的加工路徑；

(b)工具頭下降與待加工非晶合金板材接觸，同時激光器加熱待成形區域至超塑性狀態，工具頭按照加工路徑碾壓非晶合金板材，以此實現一層切片層的加工；

(c)工具頭下降一個預設層高，重復步驟(b)直至完成所有切片層的加工，由此獲得所需顱骨修護體。