[發明專利]一種用于打印鋼錠的增材制造系統

有效

• 申請號: 202010905737.3
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112008049B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 王國祥;繆志剛;張輝;臧國榮
• 申請（專利權）人: 三鑫重工機械有限公司
• 主分類號: B22D7/00
• 分類號: B22D7/00;B22D37/00;B33Y30/00;B33Y50/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 李小靜

1.一種用于打印鋼錠的增材制造系統，其特征在于，增材制造材料為：鋼水熔體，其具體結構包括用于承裝鋼水熔體的鋼包、操作臺、底板、噴頭組件以及設置于底板上的由左右兩部分拼裝而成的初始模；所述鋼包通過料管與所述噴頭組件連接；所述底板安裝于所述操作臺上，所述噴頭組件通過導軌組件設置于所述底板上方；

所述初始模包括鋼錠模、注入管；所述鋼錠模包括環形模腔；所述注入管位于所述鋼錠模的軸線上，注入管的出料口設有環形部；所述環形部的末邊緣延伸入所述鋼錠模的環形模腔內；所述環形部與所述底板形成的縫隙為用于鋼水向環形模腔的方向流動的通道；所述鋼錠模的外環處設有底盤；所述底盤貼合于所述底板上，所述底盤的外邊緣位于鋼錠模外，內邊緣位于環形模腔內；所述底盤的內邊緣和所述環形部的外邊緣形成的縫隙為模腔氣口；注入管的入料口呈漏斗狀，所述鋼錠模由上至下模腔內徑逐漸增大，所述環形模腔內填充惰性氣體，所述環形模腔的頂部設有單向排氣閥；

通過初始模，噴頭組件通過注入管的入料口注入鋼水熔體，鋼水熔體由注入管進入，從注入管的出料口排出，經過通道流入到模腔氣口處，環形模腔內充滿惰性氣體，通道內的鋼水熔體量少，且底板初始溫度為室溫，到達0.3固相分數之后通過機械臂方式，將初始模整體移除后，底板上會遺留基底；

所述的噴頭組件的噴制方式為由外至內圓形噴制，具體為：打印過程中為一層一層進行打印；同時底板開始作圓周運動，完成外圍一圈鋼水熔體導入后，在上一圓圈內側導入鋼水熔體，逐步縮小圓周運動的半徑，直到中心位置；

所述鋼包包括：

由上至下依次為包沿磚、渣線磚、包壁磚及包底磚；

所述包底磚開設排出口，所述排出口安裝流量控制閥；

所述包底磚包括：耐沖擊部、環側部、排口部；

流量控制系統：所述流量控制系統的輸出端與所述流量控制閥連接；

所述耐沖擊部位于鋼包的底部中心位置；所述環側部設置于耐沖擊部的外側，內側與耐沖擊部連接，外側與包壁磚的內側壁連接；所述耐沖擊部的磚體為實心磚；所述環側部的磚體為空心磚；所述耐沖擊部的下表面設有網狀金屬支撐體，所述網狀金屬支撐體的邊緣呈散射狀伸出若干連接件與所述包壁磚的外側壁連接；所述排口部位于所述環側部內，所述排出口開設于所述排口部內；

所述流量控制系統包括：控制器、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、流量計；所述第一溫度傳感器設置于鋼包內；所述第二溫度傳感器與所述流量計設置于料管上，所述控制器的輸入端分別與所述第一溫度傳感器、所述第二溫度傳感器和所述流量計連接，所述控制器的輸出端與所述流量控制閥連接；

其中：

其中Q為當前流量，Q`為設定流量；T_腔為當前時間的鋼包內腔的鋼水溫度，T′_腔為T_腔的上一單位時間的鋼包內腔的鋼水溫度，T″_腔為T′_腔的上一單位時間的鋼包內腔的鋼水溫度；T_管為當前時間的料管內鋼水溫度，T′_管為T_管的上一單位時間的料管內鋼水溫度；T″_管為T′_管的上一單位時間的料管內鋼水溫度；n為設定轉速，n′為實際轉速；R為當前打印直徑，R′為R的上一直徑。

2.如權利要求1所述的一種用于打印鋼錠的增材制造系統，其特征在于：還包括：所述噴頭組件的噴口口徑為10mm。

3.如權利要求2所述的一種用于打印鋼錠的增材制造系統，其特征在于：所述噴頭組件噴制的單層鋼餅厚度為10mm。

4.如權利要求3所述的一種用于打印鋼錠的增材制造系統，其特征在于：打印鋼錠斜度為1：10。

5.如權利要求4所述的一種用于打印鋼錠的增材制造系統，其特征在于：R′-R＝10mm。