一种前置送粉式电子束增材制造装置制造方法及图纸

一种前置送粉式电子束增材制造装置，本发明专利技术为解决现有电子束选区熔化增材制造方法只适用于小型精密零件的增材制造，导致粉末的利用率很低的问题。本发明专利技术包括漏斗、电子枪、环形固定齿轮导轨、转动齿轮、伺服电机、伺服电机支架、沉积体、流量调节挡片和挡片调节电机，所述环形固定齿轮导轨固定安装在电子枪的外壳上，所述转动齿轮与环形固定齿轮导轨啮合，转动齿轮固装在伺服电机的输出轴上，伺服电机通过伺服电机支架与漏斗的壳体固接，漏斗的出口垂直正对基板的上表面，流量调节挡片设置在漏斗的出口位置，流量调节挡片固装在挡片调节电机的输出端上，挡片调节电机的外壳与漏斗的下端外壁固定连接。本发明专利技术用于电子束增材制造。

【技术实现步骤摘要】
一种前置送粉式电子束增材制造装置
本专利技术涉及一种电子束熔丝沉积加工技术，具体涉及一种前置送粉式电子束增材制造装置。
技术介绍
在航空航天、微纳制造、生物医学工程等诸多领域，电子束增材制造技术有着广泛应用。目前常用的电子束增材制造方法有电子束熔丝沉积和电子束选区熔化。电子束熔丝沉积原理是将丝材在电子束的热源作用下熔化后凝固形成沉积体，不同送丝方位和送丝角度对沉积体的成形和性能有很大影响，并且送丝精度是电子束熔丝沉积的关键，一旦丝材受热变形或送丝精度受外界影响时，很容易造成沉积过程不稳定或沉积中断。电子束选区熔化原理是通过电子束扫描并熔化预置粉末，逐层累积，从而实现零件成形。但该方法只适用于小型精密零件的增材制造，并且粉末的利用率很低。鉴于目前电子束熔丝沉积送丝精度及送丝位置对沉积体的成形和性能的影响很大；电子束选区熔化只适用于小型精密零件的增材制造等问题。研究一种新型的电子束增材制造技术，实现提高稳定性和效率对增材制造技术的发展具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有电子束选区熔化增材制造方法只适用于小型精密零件的增材制造，导致粉末的利用率很低的问题，而提供一种前置送粉式电子束增材制造装置。一种前置送粉式电子束增材制造装置，其组成包括漏斗、电子枪、环形固定齿轮导轨、转动齿轮、伺服电机、伺服电机支架、流量调节挡片和挡片调节电机，所述环形固定齿轮导轨固定安装在电子枪的外壳上，所述转动齿轮与环形固定齿轮导轨啮合，转动齿轮固装在伺服电机的输出轴上，伺服电机通过伺服电机支架与漏斗的壳体固接，漏斗的出口垂直正对基板的上表面，流量调节挡片设置在漏斗的出口位置，流量调节挡片固装在挡片调节电机的输出端上，挡片调节电机的外壳与漏斗的下端外壁固定连接。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：一、本专利技术利用漏斗进行材料的送给，并通过流量调节挡片调节粉末流量，控制铺粉的有效面积，避免了铺粉粉末的浪费，提高了粉末的利用率。二、本专利技术利用断续的粉末替换连续的丝材，解决了电子束熔丝沉积过程中丝的受热变形对沉积过程稳定性的影响。三、在重力及摩擦力的共同作用下，粉末的高度及形状始终保持不变，从而能够保证沉积层的厚度及宽度基本保持不变，并且消除了送丝速度的变化对沉积过程稳定性的影响。附图说明图1是本专利技术的前置送粉式电子束增材制造装置的整体结构示意图(图中标记7为沉积体)。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式包括漏斗1、电子枪2、环形固定齿轮导轨3、转动齿轮4、伺服电机5、伺服电机支架6、流量调节挡片8和挡片调节电机9，环形固定齿轮导轨3固定安装在电子枪2的外壳上，转动齿轮4与环形固定齿轮导轨3啮合，转动齿轮4固装在伺服电机5的输出轴上，伺服电机5通过伺服电机支架6与漏斗1的壳体固接，漏斗1的出口垂直正对基板10的上表面，流量调节挡片8设置在漏斗1的出口位置，流量调节挡片8固装在挡片调节电机9的输出端上，挡片调节电机9的外壳与漏斗1的下端外壁固定连接。伺服电机5驱动转动齿轮4转动并带动漏斗1绕电子枪2以电子束12为中心转动。利用挡片调节电机9调节流量调节挡片8位置，使漏斗1下口的有效漏出面积合适。由控制器控制漏斗1的运动，参考电子束12的运动路径，规划预置粉末的路径，确保粉末全部预置在电子束12行走的路径前方。通过漏斗1下口与电子束中心的距离和基板10的运动速度实时控制，提前规划预置粉末的路径。工作原理：将增材粉末装入漏斗1内，打开漏斗1的出口，进行增材制造，控制挡片调节电机9使漏斗出口的有效面积合适；基板10按照预设的轨迹运动，同时漏斗1在伺服电机5的作用下，使漏斗出口漏出的粉末始终在电子束将要行走的路径前方，按照预设的程序进行电子束增材制造；增材制造过程结束前，关闭漏斗1出口；增材制造过程中漏斗1的运动及漏斗下口粉末流量的控制、工作台的运动和电子束流的状态需通过总控制器协调控制，能够达到漏斗1提前漏粉，并且使得粉末提前预置在电子束将要作用的路径前方，进行电子束增材制造。具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式为漏斗1下口的截面形状为方形或圆形。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式为挡片调节电机9为步进电机或伺服电机。这样设置，能保证在挡片调节电机9的作用下挡片的位置可精确控制，并且挡片调节电机9要有足够的扭矩保证挡片的位置不受粉末流动的影响。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式还包括漏斗盖11，漏斗盖11设置在所述漏斗1的顶端，且漏斗盖11上设有数个通孔，每个通孔的直径应小于1mm。通孔可以使漏斗内部气压与漏斗外部气压一致，提升抽真空效率。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种前置送粉式电子束增材制造装置，其特征在于：所述装置包括漏斗(1)、电子枪(2)、环形固定齿轮导轨(3)、转动齿轮(4)、伺服电机(5)、伺服电机支架(6)、流量调节挡片(8)和挡片调节电机(9)，所述环形固定齿轮导轨(3)固定安装在电子枪(2)的外壳上，所述转动齿轮(4)与环形固定齿轮导轨(3)啮合，转动齿轮(4)固装在伺服电机(5)的输出轴上，伺服电机(5)通过伺服电机支架(6)与漏斗(1)的壳体固接，漏斗(1)的出口垂直正对基板(10)的上表面，流量调节挡片(8)设置在漏斗(1)的出口位置，流量调节挡片(8)固装在挡片调节电机(9)的输出端上，挡片调节电机(9)的外壳与漏斗(1)的下端外壁固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种前置送粉式电子束增材制造装置，其特征在于：所述装置包括漏斗(1)、电子枪(2)、环形固定齿轮导轨(3)、转动齿轮(4)、伺服电机(5)、伺服电机支架(6)、流量调节挡片(8)和挡片调节电机(9)，所述环形固定齿轮导轨(3)固定安装在电子枪(2)的外壳上，所述转动齿轮(4)与环形固定齿轮导轨(3)啮合，转动齿轮(4)固装在伺服电机(5)的输出轴上，伺服电机(5)通过伺服电机支架(6)与漏斗(1)的壳体固接，漏斗(1)的出口垂直正对基板(10)的上表面，流量调节挡片(8)设置在漏斗(1)的出口位置，流量调节挡片(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国庆，树西，柳峻鹏，张秉刚，冯吉才，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23