[發明專利]一種平臺預熱式防漏粉多通道電子束成型鋪粉裝置及方法

有效

• 申請號: 202011348904.5
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112589130B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 賈亮;楊廣宇;賈文鵬;劉楠;李少龍;葉輝
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B22F12/60
• 分類號: B22F12/60;B22F10/28;B22F12/30;B22F12/50;B22F12/17;C22C27/02;C22C30/00;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬鳳云

本發明公開了一種平臺預熱式防漏粉多通道電子束成型鋪粉裝置及方法，該裝置包括相互嵌合布設的預熱平臺和成型底座，成型底座可升降的安裝在預熱平臺的下部，預熱平臺的上方設置有一個可移動的鋪粉器；該方法包括步驟一、工作準備；二、預熱平臺的加熱；三、鋪粉；四、成型單層實體片層；五、重復步驟三至步驟四，直至待制備的合金材料樣品的樣品高度達到設定高度；六、取出制備好的合金材料樣品。本發明采用了機械結構自密封方式，有效的避免了之前因采用石棉繩或密封圈高溫下失效而導致的金屬粉末在成形過程中漏粉的現象，便于獲得穩定預熱溫場，有利于篩選出最優工藝和最優材料配比。

技術領域

本發明屬于電子束/激光增材制造技術領域，具體涉及一種平臺預熱式防漏粉多通道電子束成型鋪粉裝置及方法。

背景技術

電子束選區熔化技術(Electron Beam Selective Melting，EBSM)和選擇性激光燒結技術(Selective Laser Sintering，SLS)是目前廣泛應用的兩種增材制造技術，其均以固體粉末材料為原料，采用計算機軟硬件控制技術，可直接將三維CAD模型轉化為實體。無論采用EBSM還是SLS工藝，送鋪粉技術都直接影響著整個系統的結構尺寸，成型質量和工作效率。

目前的大多數的送鋪粉技術僅能實現同次單種金屬材料樣品或零件的制備，對于多種金屬材料樣品或零件的同時燒結制備則無能為力，目前常見的快速成型送粉鋪粉裝置基本都是實現單種的粉末的制備，如公開號為CN101829782A、CN102126293A、CN101885062A、CN102029389A和CN101856724A的中國專利所涉及的鋪粉裝置都只能實現單種金屬粉末的制備。而公開號為CN205798440U和CN108273996B的中國專利均提出了一種能夠同時燒結多種金屬粉末材料的快速成型鋪粉裝置，提高了增材制造設備的利用率和成型效率，但公開號為CN205798440U的中國專利所提出的裝置每個成型單元都對應一個驅動裝置，這樣對于上百個成型單元就需要上百個驅動裝置與此對應，并且需要在鋪粉工作平臺下留夠足夠的安裝驅動裝置的空間，導致了該機構比較占用空間，而且機構復雜，控制難度高，故障率也高。公開號為CN108273996B的中國專利提出的裝置經過合理的簡化機構有效的解決了以上問題，降低了控制難度，減少了故障率，同時又可以保證金屬粉末的多通道制備，但是，以上裝置在實際使用中只能成型不需要預熱的金屬粉末或者預熱溫度在1000℃以下的金屬粉末，對于高溫難熔金屬，比如鎢、鉬、鉭、及其相關合金粉末則無能為力，主要原因是高溫金屬成型一般需要穩定的高預熱溫度(≥1000℃)，來減少成型應力的產生，從而防止成型零件出現裂紋，而一般不銹鋼材料很難耐受這么高的預熱溫度，最主要的是在高溫下的成型孔密封圈或石棉繩密封會迅速失效，導致了成型粉末泄露，因此需要開發一種新型的可成型高溫難熔金屬粉末的裝置來解決以上面臨的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種平臺預熱式防漏粉多通道電子束成型鋪粉裝置，其采用了機械結構自密封方式，有效的避免了之前因采用石棉繩或密封圈高溫下失效而導致的金屬粉末在成形過程中漏粉的現象，同時可實現預熱平臺的均勻預熱，便于獲得穩定預熱溫場，能夠滿足高溫難熔合金粉末穩定成形減少開裂的需求，實現了不同配比的金屬元素混合粉末同時分別熔化燒結成型，同時相同配比的金屬元素混合粉末采用不同的工藝進行分別熔化燒結成型，有效的提高了新材料新產品的開發效率，有利于篩選出最優工藝和最優材料配比。