[發明專利]一種輔助加熱、激冷聯合攪拌摩擦增材裝置及方法

有效

• 申請號: 202110266665.7
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113134674B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 萬龍;高祎晗;溫琦;黃體方;黃永憲
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;哈爾濱萬洲焊接技術有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 張泉錳;賴慶梧

1.一種輔助加熱、激冷聯合攪拌摩擦增材裝置，其特征在于，包括，

工作臺和圍欄，所述圍欄適于在工作臺上限定出增材區域，所述圍欄的至少一部分可升降設置，并且，其內側具有冷卻噴嘴；

攪拌頭，其可受驅動在所述增材區域內進行增材制造；

加熱器，其設置在所述圍欄的頂部；

以及控制器，其分別與所述攪拌頭的驅動裝置及圍欄的驅動裝置通信連接，所述控制器根據所述攪拌頭的增材信息向所述圍欄的驅動裝置發送相應的驅動信號，以控制所述加熱器加熱增材材料的上層區域、所述冷卻噴嘴噴出的冷卻介質冷卻增材材料的下層區域；

其中，所述圍欄包括一級擋板和二級擋板，所述一級擋板具有第一腔體，所述二級擋板可向上伸出地設置于所述第一腔體內；所述第一腔體內具有所述圍欄的驅動裝置，所述圍欄的驅動裝置的活動端與所述二級擋板連接；所述一級檔板和所述二級擋板位于所述增材區域的四周；所述圍欄的驅動裝置為氣缸，其活動端固定連接至所述二級擋板的內腔；所述一級擋板的頂部具有通孔，所述通孔供所述二級擋板伸出；所述二級擋板的底部設有凸出部，所述凸出部適于與所述一級擋板的通孔邊緣的頂壁抵接限位；所述氣缸的活動端通過墊塊與所述二級擋板的內腔頂壁連接。

2.根據權利要求1所述的輔助加熱、激冷聯合攪拌摩擦增材裝置，其特征在于，所述冷卻噴嘴為霧化噴頭；所述二級擋板的內側壁上均勻設有若干所述霧化噴頭。

3.根據權利要求2所述的輔助加熱、激冷聯合攪拌摩擦增材裝置，其特征在于，所述一級擋板的內側壁上均勻設有若干所述霧化噴頭。

4.根據權利要求1所述的輔助加熱、激冷聯合攪拌摩擦增材裝置，其特征在于，所述加熱器為感應線圈，其環繞在所述二級擋板的頂部。

5.根據權利要求1所述的輔助加熱、激冷聯合攪拌摩擦增材裝置，其特征在于，還包括基板，所述基板定位在工作臺上，所述增材區域位于所述基板上。

6.一種輔助加熱、激冷聯合攪拌摩擦增材方法，采用如權利要求1-5任一項所述的裝置，其特征在于，包括以下步驟：

根據待增材零件的尺寸選擇合適的圍欄，將所述圍欄放置在工作臺上以限定出增材區域；

控制所述攪拌頭在所述增材區域內進行增材制造；

開始進行第一層增材制造時，所述圍欄處于最低高度，其內側的冷卻噴嘴處于非工作狀態，控制加熱器對增材位置進行輔助加熱；

控制攪拌頭依次進行各層增材制造，當增材至第一預設高度時，開啟所述冷卻噴嘴，對位于下層的增材進行冷卻；當增材至第二預設高度時，控制所述圍欄的至少一部分上升，以使得所述加熱器始終對增材位置進行輔助加熱，對相對于增材位置靠下的增材進行冷卻，直至增材完成。