[發(fā)明專利]復(fù)合式電子束增材制造設(shè)備及工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010109194.4
• 申請(qǐng)日: 2020-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111151757A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹志強(qiáng);沈愛(ài)萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 王晶

1.一種復(fù)合式電子束增材制造設(shè)備，具有一個(gè)可沿垂直軸旋轉(zhuǎn)以及沿水平軸傾斜的成型基板，一個(gè)用于熔化金屬絲和金屬粉末的電子束槍，一個(gè)送絲噴嘴，以及一個(gè)送粉噴嘴，其特征在于：所述電子束槍的底座上安裝送絲噴嘴和送粉噴嘴，送粉噴嘴與送粉系統(tǒng)相連接，金屬絲通過(guò)送絲機(jī)送入送絲噴嘴，組成復(fù)合式電子束增材熔化系統(tǒng)；所述成型基板置于復(fù)合式電子束增材熔化系統(tǒng)下方；所述電子束槍的底座上設(shè)有XYZ三坐標(biāo)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，XYZ三坐標(biāo)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接X(jué)YZ三坐標(biāo)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器，所述XYZ三坐標(biāo)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)零件成型要求控制XYZ三坐標(biāo)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確移動(dòng)電子束槍，以及送絲噴嘴和送粉噴嘴同步移動(dòng)，使得零件在需要的位置進(jìn)行沉積；所述電子束槍發(fā)射電子束，聚焦在金屬絲和成型基板表面，同時(shí)將金屬絲和成型基板表面熔化，金屬絲熔化后液滴與成型基板表面結(jié)合，凝固后形成沉積層；所述送粉系統(tǒng)將金屬粉末送入送粉噴嘴，使金屬粉末在下落過(guò)程中被電子束槍發(fā)射的電子束熔化，沉積在成型基板表面形成沉積層，從而實(shí)現(xiàn)零件的復(fù)合式增材制造。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式電子束增材制造設(shè)備，其特征在于：所述成型基板設(shè)有可沿垂直軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及可沿水平軸傾斜的傾斜驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傾斜驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接沉積控制器，由沉積控制器轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傾斜驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使成型基板進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和傾斜動(dòng)作，保證零件特殊形狀得到成型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式電子束增材制造設(shè)備，其特征在于：所述送絲機(jī)連接沉積控制器，由沉積控制器按照設(shè)定的程序調(diào)節(jié)送絲機(jī)的送絲速度，使金屬絲送入送絲噴嘴。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式電子束增材制造設(shè)備，其特征在于：所述送絲噴嘴的角度和位置根據(jù)光斑的位置設(shè)置，用于確保金屬絲熔化后沉積在成型基板上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式電子束增材制造設(shè)備，其特征在于：所述送粉系統(tǒng)采用螺桿式結(jié)構(gòu)，所述螺桿式結(jié)構(gòu)將金屬粉末進(jìn)行預(yù)混合擠壓后送入送粉噴嘴。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式電子束增材制造設(shè)備，其特征在于：所述電子束槍發(fā)射的電子束熔化從下落過(guò)程中的金屬粉末，所述金屬粉末根據(jù)零件成型要求，沉積在發(fā)生送絲沉積的缺陷位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式電子束增材制造設(shè)備，其特征在于：所述金屬絲及金屬粉末的材質(zhì)為不銹鋼、鈦合金、銅合金、高溫合金中的任一種。

8.一種采用權(quán)利要求1-7任一所述的復(fù)合式電子束增材制造設(shè)備的零件成形工藝，其特征在于：采用送絲沉積和送粉沉積相復(fù)合方法，將零件模型切片后分成兩部分，一部分通過(guò)電子束熔絲進(jìn)行沉積，另一部分精細(xì)部位通過(guò)電子束熔粉沉積，整體沉積完成后，再用電子束熔粉沉積進(jìn)行補(bǔ)償。