[實(shí)用新型]一種用于電弧打印增材制造過程的冷卻裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922267446.1
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN211840682U
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張磊;賈慶功;張嘉;馬樂;王錦群;方向明;王一帆;杜亞寧;張弛;李揚(yáng)揚(yáng);王志杰;張蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 西安聚能裝備技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B23K37/00
• 分類號(hào): B23K37/00;B33Y40/00
• 代理公司: 西安新動(dòng)力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61245
• 代理人: 劉強(qiáng)

本實(shí)用新型屬于增材制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于電弧打印增材制造過程的冷卻裝置，兩臺(tái)伺服電機(jī)與減速機(jī)直連后分別固定在冷卻槽的上方兩側(cè)；減速機(jī)下出軸與絲杠通過聯(lián)軸器進(jìn)行連接并驅(qū)動(dòng)絲杠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；螺母固定在升降基板上并與絲杠通過螺紋連接，絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)可帶動(dòng)螺母及升降基板在冷卻槽內(nèi)進(jìn)行升降；冷卻槽內(nèi)設(shè)有冷卻液；冷卻槽底部設(shè)有冷卻盤管，冷卻盤管通過水泵注入冷卻水。通過冷卻盤管的恒溫水冷卻，可及時(shí)帶走冷卻液吸收的熱量，并保證冷卻液不凝固，保證長時(shí)間電弧打印工作的進(jìn)行，同時(shí)還可保證下一次打印時(shí)的冷卻液溫度，具有冷卻效率高、冷卻效果好、不影響原有產(chǎn)品組織性能等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了電弧打印增材制造過程的簡便快捷高效冷卻。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于增材制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于電弧打印增材制造過程的冷卻裝置。

背景技術(shù)

電弧打印增材制造，是指采用金屬絲材作為原料，利用電弧作為熱源，以堆焊的形式進(jìn)行3D打印的方法。這種方法具有原材料成本低、材料利用率高、打印成型效率高、工件致密度高等優(yōu)點(diǎn)。采用電弧打印增材制造時(shí)需將工件打印到預(yù)制的金屬基板上，在堆焊過程中，隨著堆焊高度的不斷增加，會(huì)導(dǎo)致打印工件內(nèi)部熱累積，自然冷卻速度較慢，從而使打印工件易塌陷并形成較大的晶粒組織，不利于最終的產(chǎn)品成型及性能。

目前，常用的冷卻形式是采用冷卻基板的方法，即對(duì)基板做冷卻水道以帶走焊接產(chǎn)生的熱量。隨著打印堆焊高度的不斷增加，距離基板較大的高處的打印焊接部分的熱量很難傳輸?shù)降撞炕澹罱K導(dǎo)致打印工件的冷卻效果較差。還有報(bào)道是采用鹽浴的形式進(jìn)行打印產(chǎn)品的冷卻，即將打印工件浸泡到鹽水中進(jìn)行散熱。鹽浴冷卻的方法會(huì)加快工件的冷卻，具有較好的冷卻效果，但在打印過程中容易產(chǎn)生熱蒸汽污染打印工件，同時(shí)水中的氫和氧也會(huì)對(duì)打印產(chǎn)品的性能造成嚴(yán)重的不良影響。以上電弧打印增材制造過程的冷卻裝置具有冷卻效率低、冷卻效果差、不利于產(chǎn)品組織性能等問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于電弧打印增材制造過程的冷卻裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單可靠、冷卻效率高、冷卻效果好、不影響原有產(chǎn)品組織性能等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：

一種用于電弧打印增材制造過程的冷卻裝置，包括冷卻槽，所述冷卻槽的上方對(duì)稱安裝有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過聯(lián)軸器連接并驅(qū)動(dòng)升降機(jī)構(gòu)在冷卻槽內(nèi)升降；所述冷卻槽內(nèi)注入冷卻液，所述冷卻槽的底部設(shè)有冷卻盤管，所述冷卻盤管通過水泵注入冷卻水，所述冷卻水用于帶走冷卻液吸收的熱量。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)，所述升降機(jī)構(gòu)包括絲杠及升降基板；所述伺服電機(jī)與減速機(jī)連接，所述減速機(jī)的下出軸與絲杠通過聯(lián)軸器連接并驅(qū)動(dòng)絲杠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述絲杠穿過升降基板通過螺母連接，所述絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)螺母及升降基板在冷卻槽內(nèi)升降。

進(jìn)一步，所述升降基板由對(duì)稱安裝的伺服電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行同步升降。

進(jìn)一步，所述升降基板在打印初期其底部浸入冷卻液內(nèi)在打印過程中隨著打印工件高度的增加，所述升降基板下降且保證打印工件的頂端至冷卻液的液面距離L＞1cm。

進(jìn)一步，對(duì)稱安裝的所述伺服電機(jī)之間分布有支撐驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述支撐驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝有可進(jìn)行縱向移動(dòng)的氬弧焊槍，所述氬弧焊槍的側(cè)方安裝有送絲頭，所述送絲頭位于打印路徑的正前方。

進(jìn)一步，所述氬弧焊槍采用電子束或激光束或等離子束替代。

進(jìn)一步，所述支撐驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為機(jī)械臂，所述氬弧焊槍安裝于機(jī)械臂的末端軸。

進(jìn)一步，所述冷卻盤管內(nèi)的冷卻水的溫度保持為30-40℃，所述冷卻水在水泵的作用下由冷卻槽外部經(jīng)水管注入冷卻盤管內(nèi)。