[發明專利]一種高能束增材制造成型的裝置及成型方法

在審

• 申請號: 202010446774.2
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111558718A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 任忠鳴;王江;陳超越;劉偉;趙睿鑫;帥三三;胡濤
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張琳麗

1.一種輔助增材成型的磁場單元，其特征在于，包括第一磁場發生裝置，所述第一磁場發生裝置包括設置在所述熔池下方的感應線圈，在任意時刻，待加工材料熔化形成的熔池均位于所述感應線圈發出集束磁感線的區域內。

2.根據權利要求1所述的輔助增材成型的磁場單元，其特征在于，所述感應線圈的設置數量為多個時，各所述感應線圈在所述熔池的成型區域均勻設置。

3.根據權利要求2所述的輔助增材成型的磁場單元，其特征在于，相鄰所述感應線圈平行，且各所述感應線圈與所述熔池的間距均相等。

4.根據權利要求3所述的輔助增材成型的磁場單元，其特征在于，還包括產生穩恒磁場和/或交變磁場且作用于所述熔池的第二磁場發生裝置，所述第二磁場發生裝置設置在所述熔池的上方。

5.一種高能束增材制造成型的裝置，其特征在于，包括如權利要求3所述的磁場單元，還包括用于放置所述待加工材料的成型基座和發出高能束且作用于所述待加工材料并形成熔池的高能束發生裝置；所述高能束發生裝置設置在所述成型基座的上方，所述第一磁場發生裝置可拆卸設置在所述成型基座用于放置所述待加工材料的表面下方，所述第二磁場發生裝置設置在所述成型基座的上方。

6.根據權利要求5所述的高能束增材制造成型的裝置，其特征在于，所述成型基座為中空盒狀結構，所述感應線圈和用于對所述感應線圈降溫的水冷裝置依次設置在所述成型基座內部，所述水冷裝置設置在所述感應線圈的下方，所述感應線圈與所述水冷裝置之間設置有絕緣散熱層。

7.根據權利要求6所述的高能束增材制造成型的裝置，其特征在于，還包括用于推動所述成型基座上下移動的第一升降裝置，所述第一升降裝置設置在所述成型基座的下方，所述第一升降裝置的升降部與所述成型基座固定連接；優選的，所述高能束增材制造成型的裝置還包括設置在所述成型基座一側的供料裝置，所述供料裝置包括用于儲存待加工材料的供粉缸和將所述待加工材料均勻鋪放至所述成型基座的輥筒；所述供粉缸內部設置有用于托動所述待加工材料上下移動的供料底板和推動所述供料底板上下移動的第二升降裝置，所述第二升降裝置的升降部與所述供料底板固定連接。

8.根據權利要求7所述的高能束增材制造成型的裝置，其特征在于，還包括封閉式工作腔室和與用于向所述工作腔室內充入保護氣的氣體保護單元，所述高能束發生裝置、所述成型基座、所述供料裝置和所述第二磁場發生裝置均設置在所述工作腔室內。

9.一種高能束增材制造成型的方法，其特征在于，應用如權利要求5-8任一項所述的高能束增材制造成型的裝置，包括如下步驟：

(a)將待加工材料放置在所述成型基座上；

(b)所述高能束發生裝置產生高能束，所述高能束以設定路徑作用到待加工材料上，使所述待加工材料形成熔池；

(c)所述第一磁場發生裝置加載交變電壓，以使所述感應線圈產生交變磁場作用于所述熔池上；

(d)通過多個增材成型層堆疊，得到成型零件。

10.根據權利要求9所述的高能束增材制造成型的方法，其特征在于，

在步驟(c)中，所述第一磁場發生裝置中與所述高能束加工區域對應的所述感應線圈加載交變電壓；

優選的，在步驟(c)中，所述第二磁場發生裝置產生的穩恒磁場和/或交變磁場作用到所述熔池上。