[發明專利]一種帶有積木式水冷增材模塊的點陣增材裝置及一種增材方法

有效

• 申請號: 202110283775.4
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112828314B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 王波;王克鴻;劉北含
• 申請（專利權）人: 廣東華研智能科技有限公司
• 主分類號: B22F12/20
• 分類號: B22F12/20;B22F12/30;B33Y30/00
• 代理公司: 佛山翼達新創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44949
• 代理人: 彭聲強

本發明提供一種帶有積木式水冷增材模塊的點陣增材裝置及一種增材方法，包括點陣增材平臺、積木式水冷增材模塊、基板等；所述點陣增材平臺被劃分為若干個點陣增材區域，可安裝對應的積木式水冷增材模塊，且內部設有冷卻水道與點陣增材平臺內的水道連通，且根據采集的溫度、壓力數據實時調控冷卻水流量。采用本發明的裝置及方法可以節約基板材料，可以對點陣增材區域獨立水冷，且能夠有效隔斷溫度、應力傳遞至相鄰增材區域，避免了增材過程熱力累積導致基板變形過大且難以控制等問題。

技術領域

本發明屬于增材制造專用平臺領域，特別涉及一種帶有積木式水冷增材模塊的點陣增材裝置及一種增材方法。

背景技術

金屬增材制造技術是用激光束、電子束、電弧等作為熱源，通過熔化粉材或絲材逐層堆焊制造零件。根據所采用的能源和成形材料的不同，金屬增材制造主要包括激光選區熔化、電子束選區熔化、電子束熔絲沉積成形，電弧增材等。

在增材制造的過程中，都是采用一整塊基板，用工裝夾具固定增材，但其有著構件散熱條件差，熱積累復雜嚴重，導致構件應力較大，使基板易變形讓增材路徑點位有誤差，成形難以控制等問題，具體包括：1、大型構件與基板直接接觸的面積有限，使用一塊完整的大型基板，增加物料成本，特別是在大型構件和如鈦合金等金屬的增材中；2、傳統的基板為整塊基板，受增材熱累積作用，基板內部應力增加、變形嚴重，導致增材槍噴頭至沉積層各處高度差異較大，易出現氣孔、空穴、成形不良等缺陷或裝置碰撞等問題，嚴重影響增材質量；3、基板安裝時需進行打孔固定，打孔位置不可與構件增材路徑沖突避免影響增材，拆卸時，受到基板變形影響，基板容易被固定鎖死，拆卸困難且麻煩；4、增材支撐面被固定為基板平面，在增材復雜構件時，平面基板無法為復雜構件上部凸出結構提供支撐，導致無法增材或易產生缺陷。

目前關于增材平臺裝置的研究報道較少，發明專利CN202010784520.1公開了一種自循環式水冷焊接平臺，采用錫焊將表面與帶有內置水冷散熱管的平臺基體連接，屬于焊接專用水冷平臺，其水冷效果和抗變形能力一般，若用作增材平臺，易使表面與基體出現開裂問題。為此，本發明提出了一種帶有積木式水冷增材模塊的點陣增材裝置及一種增材方法，可以節約基板材料，可以對點陣增材區域獨立水冷，且能夠有效隔斷溫度、應力傳遞至相鄰增材區域，避免了增材過程熱力累積導致基板變形過大且難以控制等問題。

發明內容

本發明的目的在于提出一種帶有積木式水冷增材模塊的點陣增材裝置及一種增材方法，具體技術方案包括：

一種帶有積木式水冷增材模塊的點陣增材裝置及一種增材方法，包括點陣增材平臺、積木式水冷增材模塊、基板等；所述點陣增材平臺被劃分為若干個點陣增材區域，在點陣增材區域中心位置設有連接榫槽，其內側壁設有活動插銷，由外置電機驅動絲桿及絲桿螺母實現活動插銷彈出與收回；所述點陣增材平臺上處于同一行的點陣增材區域內設置一條貫穿整個增材平臺的第一水道，并外接流量電磁閥和循環水泵；在每個點陣增材區域內設置兩條豎向的第二水道，其下端與第一水道相連通。所述積木式水冷增材模塊包括散熱內芯、高強連接套、連接榫和卡扣；所述的高強連接套內部嵌有散熱內芯且構成交織結構，且底部設有連接榫，可與活動插銷配合完成積木式水冷增材模塊的安裝固定和拆卸。所述積木式水冷增材模塊內部設有冷卻水道，底部設置進出水接口，分別對應連結點陣增材區域內的兩個第二水道。所述的卡扣可將基板與積木式水冷增材模塊固定連接。

交織結構是指相互嵌套、貼合。

作為上述技術方案的進一步改進，所述點陣增材平臺上的點陣增材區域數量為N(行)×M(列)，N為5～2000，M為5～2000。

作為上述技術方案的進一步改進，所述積木式水冷增材模塊的散熱內芯一般采用銅、鋁、銅合金或鋁合金等散熱系數較高的材料；所述積木式水冷增材模塊的高強連接套一般采用高強鋼等高強材料。所述高強連接套與散熱內芯設計成交織結構，散熱內芯嵌入高強連接套內，既實現快速散熱，也保證了積木式水冷模塊與基板的剛性固定。