[發明專利]一種電輔助增材制造裝置及方法

有效

• 申請號: 202110178591.1
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN113001049B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 王帥;何旌;李華兵;曹海鄰;張海崢;羅再冉
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K31/00;B33Y30/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 洪洋;彭家恩

本申請公開了一種電輔助增材制造裝置及方法，該電輔助增材制造裝置包括增材制造裝置和電輔助裝置。增材制造裝置包括熱源裝置和基板，熱源裝置用于熔化打印原料，熔化的打印原料用于在層疊凝固后形成打印工件，基板用于承載打印工件和打印原料。電輔助裝置包括電源裝置和導線組件，導線組件用于將電源裝置和增材制造裝置連接；其中，導線組件包括至少兩組方向不同的導線，用以使方向不同的電流通過所述打印工件。由于增加了電輔助裝置，一方面，可以預熱打印工件，減少熱應力，從而減少微裂紋的產生，另一方面，可以使電流通過打印工件，電流通過打印工件會產生電塑性效應，該效應可愈合微裂紋和缺陷，從而使得增材制造工件的質量提高。

技術領域

本申請涉及增材制造技術領域，具體涉及一種電輔助增材制造裝置及方法。

背景技術

增材制造技術能夠制造復雜的金屬零部件，在航天，車輛，生物醫療等領域具有廣泛的應用前景。但由于金屬材料的增材制造過程中需要經過溫度的急劇變化，因此在打印工件上會不可避免地出現由殘余應力和凝固過程導致的微裂紋及缺陷，這降低了打印工件的材料致密度，嚴重影響了打印工件的性能。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是：增材制造的殘余應力和凝固過程會導致打印工件上出現微裂紋及缺陷，使得打印機工件的材料致密度和性能降低。

第一方面，一種實施例中提供一種電輔助增材制造裝置，包括：

增材制造裝置，所述增材制造裝置包括熱源裝置和基板，所述熱源裝置用于熔化打印原料，熔化的所述打印原料用于在層疊凝固后形成打印工件，所述基板用于承載打印工件和打印原料；以及

電輔助裝置，所述電輔助裝置包括電源裝置和導線組件，所述導線組件用于將電源裝置和增材制造裝置連接，用以使電流通過所述打印工件；

其中，所述導線組件包括至少兩組方向不同的導線，所述導線用于將電源裝置和增材制造裝置連接，用以使方向不同的電流通過所述打印工件。

一種實施例中，所述電輔助裝置還包括切換開關，所述切換開關與所述導線組件連接，所述切換開關用于將導線組件的不同的導線導通，以改變通過所述打印工件的電流的方向。

一種實施例中，所述電輔助裝置還包括切換開關，所述切換開關與所述導線組件連接，所述導線組件包括第一導線和第二導線；所述第一導線沿第一方向延伸，所述第二導線沿第二方向延伸，所述切換開關能夠將第一導線導通，以使電流沿第一方向通過所述打印工件，和將第二導向導通，以使電流沿第二方向通過所述打印工件。

一種實施例中，所述導線組件將電源裝置與所述基板連接，以使電流通過所述基板并預熱所述基板。

一種實施例中，所述電源裝置包括直流電源裝置、交流電源裝置和脈沖電源裝置中的至少一種。

一種實施例中，所述電源裝置為具有調節電流大小的功能的電源裝置。

一種實施例中，所述增材制造裝置還包括預鋪粉裝置，所述預鋪粉裝置用于在打印前將打印原料鋪設于基板。

一種實施例中，所述增材制造裝置還包括同步送粉裝置，所述同步送粉裝置用于在打印時輸送打印原料到基板上。

第二方面，一種實施例中提供一種電輔助增材制造方法，應用于電輔助增材制造裝置，所述電輔助增材制造裝置包括增材制造裝置和電輔助裝置，所述電輔助增材制造方法包括：

啟動電輔助裝置；以及

啟動增材制造裝置，進行增材制造，在增材制造的過程中，使電流通過打印工件。

一種實施例中，電輔助增材制造方法包括：將打印原料鋪設于基板上；

啟動電輔助裝置，選擇電流的類型，調節電流的大小，使電流通過所述基板，預熱所述基板；以及，