[發(fā)明專利]增材制造打印系統(tǒng)用的錘壓裝置及增材制造打印系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011511631.1
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112705820B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張國瑜;李午紅;邢飛;王傳強
• 申請（專利權(quán)）人: 南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/32;B23P9/04;B33Y30/00;B33Y40/20
• 代理公司: 南京行高知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松

本發(fā)明涉及增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及增材制造打印系統(tǒng)用的錘壓裝置及增材制造打印系統(tǒng)，包括：用于在基板上打印形成魚鱗狀熔覆層的熔覆部件；耦合到所述熔覆部件并與熔覆部件保持一個凝固間距的錘頭，錘頭被設(shè)置成可上下運動，以對基板上成型的魚鱗狀熔覆層錘壓；凝固間距被定義為覆熔部件與剛凝固的最鄰近的魚鱗紋之間的間距；錘頭下端的錘壓面被設(shè)置成與熔覆層上魚鱗紋形狀相仿的弧形形態(tài)。針對熔覆層魚鱗紋形狀，通過調(diào)節(jié)錘擊頻率配合半圓弧式錘頭，有效的對熔覆層進(jìn)行錘擊，提高熔覆層表面平整度，且降低熔覆層內(nèi)部氣孔率，提高打印件的力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及增材制造打印系統(tǒng)用的錘壓裝置及增材制造打印系統(tǒng)。

背景技術(shù)

金屬增材制造技術(shù)按熱源類型可分為3類，分別為激光、電子束和電弧增材制造。激光、電子束為熱源的粉基金屬增材制造技術(shù)是通過不斷熔化或燒結(jié)金屬粉來連續(xù)逐層制備復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件，現(xiàn)已應(yīng)用于航空航天、國防軍工、能源動力等高精尖技術(shù)領(lǐng)域部分關(guān)鍵零部件，但由于其原材料、熱源特點，金屬粉基激光、電子束增材制造技術(shù)在成形某些特定結(jié)構(gòu)或特定成分構(gòu)件時受到一定限制而無法實現(xiàn)或即使可以成形，其原材料、時間成本很高，具有諸多不足之處：（1）對于激光熱源，其成形速率慢、鋁合金對激光的吸收率低等；（2）對于電子束熱源，真空爐體尺寸對構(gòu)件體積的限制；（3）粉基金屬原材料制備成本較高、易受污染、利用率低等均增加了原料成本。

基于上述原因，現(xiàn)有的技術(shù)成形大尺寸復(fù)雜結(jié)構(gòu)件時表現(xiàn)出一定的局限性，為了應(yīng)對大型化、整體化航天結(jié)構(gòu)件的增材制造需求，基于堆焊技術(shù)發(fā)展起來的低成本、高效率電弧增材制造技術(shù)受到部分學(xué)者關(guān)注。電弧增材制造技術(shù)以電弧為載能束，采用逐層堆焊的方式制造金屬實體構(gòu)件，成形零件由全焊縫構(gòu)成，化學(xué)成分均勻、致密度高，開放的成形環(huán)境對成形件尺寸無限制，成形速率可達(dá)幾kg/h，但電弧增材制造的零件表面波動較大，成形件表面質(zhì)量較低，一般需要二次表面機加工。

目前，電弧增材制造的壓力裝置為大型輥輪機，在打印過程結(jié)束后通過輥輪在熔覆層上進(jìn)行輥壓，此方法對復(fù)雜型結(jié)構(gòu)無法實現(xiàn)，且輥壓精度較差，不能與熔覆層進(jìn)行良好貼合，極易造成熔覆層壓偏、壓裂的現(xiàn)象，因此，出現(xiàn)了錘壓的方案，但現(xiàn)有技術(shù)中的錘壓機構(gòu)只是對熔覆層表面單純的敲打，具體錘壓效果不明顯。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)：

專利文獻(xiàn)1：CN108340047A一種錘擊強化電弧增材制造鋁鎂合金結(jié)構(gòu)件的方法

專利文獻(xiàn)2：CN108176913A電磁場與受迫加工復(fù)合輔助的電弧增材制造方法與設(shè)備

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供增材制造打印系統(tǒng)用的錘壓裝置及增材制造打印系統(tǒng)，能在熔覆層剛剛凝固后，使用與魚鱗紋仿形的弧形錘頭針對性的對魚鱗紋進(jìn)行錘壓，將熔覆層中的氣孔壓出，并保持錘壓后的熔覆層表面平整，提高打印件成形效果及其力學(xué)性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種增材制造打印系統(tǒng)，包括：

用于在基板上打印形成魚鱗狀熔覆層的熔覆部件；

耦合到所述熔覆部件并與熔覆部件保持一個凝固間距的錘頭，所述錘頭被設(shè)置成可被驅(qū)動而沿著垂直于所述基板平面的方向上下運動，以對基板上成型的魚鱗狀熔覆層進(jìn)行錘壓；所述凝固間距被定義為覆熔部件與剛凝固的最鄰近的魚鱗紋之間的間距；

其中，錘頭下端的錘壓面被設(shè)置成與熔覆層上魚鱗紋形狀相仿的弧形形態(tài)。

優(yōu)選地，所述熔覆部件為支持同軸送絲或者旁軸送絲打印的電弧焊槍，或者為高頻線圈送絲熔覆部件。

優(yōu)選地，所述熔覆部件和錘頭均耦合到同一機床，或者機械手上。

優(yōu)選地，所述打印系統(tǒng)還包括驅(qū)動裝置，用于驅(qū)動所述錘頭運動以改變錘頭相對于熔覆部件的角度位置和/或相對距離。