[發明專利]基于電弧熱源的低熱輸入增材制備噴槍、制備裝置及方法

在審

• 申請號: 202010795922.1
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN114054898A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 鄒勇;吳東亭;安琪;鄒增大;李德剛
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/12;B23K9/133;B23K9/16;B23K9/26;B23K9/32;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

1.一種基于電弧熱源的低熱輸入增材制備噴槍，其特征在于：包括：

保護罩，其一側設置有進氣管，進氣管連通保護罩的內、外，相對的另一側設置有約束噴嘴，約束噴嘴自內向外為縮徑結構，約束噴嘴的外側設置有冷卻結構；

導絲管，為兩個，兩個導絲管的一側相互靠近，另一側相互遠離，使兩個導絲管呈設定夾角設置，相互靠近的一側設置于所述約束噴嘴內，且與約束噴嘴的出口間隔設定距離。

2.根據權利要求1所述的基于電弧熱源的低熱輸入增材制備噴槍，其特征在于：所述導絲管的上端設置導電段。

3.根據權利要求1所述的基于電弧熱源的低熱輸入增材制備噴槍，其特征在于：每個導絲管的外部設置有冷卻結構。

4.根據權利要求1所述的基于電弧熱源的低熱輸入增材制備噴槍，其特征在于：進氣管與約束噴嘴之間設置有多孔氣篩，多孔氣篩設置于保護罩的截面上。

5.根據權利要求1所述的基于電弧熱源的低熱輸入增材制備噴槍，其特征在于：所述約束噴嘴的材質為金屬材質；約束噴嘴有冷卻結構；

進一步的，所述約束噴嘴為銅套；

更進一步的，所述銅套的內襯為高溫陶瓷層；

再進一步的，所述高溫陶瓷層的材質為碳化硅、立方氮化硼或石墨。

6.根據權利要求1所述的基于電弧熱源的低熱輸入增材制備噴槍，其特征在于：兩個導絲管之間的夾角為10-20°。

7.一種基于電弧熱源的低熱輸入增材制備裝置，其特征在于：包括：

所述噴槍；

送絲機構，位于所述噴槍的進料端，用于向噴槍的導絲管內送絲；

焊接電源，其正極與一個導絲管內的焊絲連接，其負極分別與另一個導絲管內焊絲和增材制造基板連接。

8.一種基于電弧熱源的低熱輸入增材制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

將焊接電源的負極分別連接一個焊絲和增材制造的基板，將焊接電源的正極連接另一個焊絲，對兩根焊絲和增材制造的基板通入電流，焊絲通過形成電弧并熔融；

焊絲在約束噴嘴內形成熔液，同時通過保護罩向熔液通入保護氣，熔液利用重力和保護氣體的壓力通過約束噴嘴噴至增材制造基體。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述保護氣為氬氣、CO₂或兩者的混合氣體。

10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：正極焊絲的送絲速度為1-7m/s，負極焊絲的送絲速度為0-5m/s；

在一些實施例中，隨著增材制造層數的提高，負極送絲速度增加。