一种同步喷涂粘接的增材制造方法技术

一种同步喷涂粘接的增材制造方法，根据待成形件的外形要求，构建其三维模型，并按照加工方向进行分层处理；根据三维模型对基材和粘接剂数量的需求，将基材颗粒和粘接剂分别放置于送粉器和粘接剂容器内，无需预热，压缩气体直接从送粉器内携带基材颗粒后，输送至基材喷枪，并控制粘接剂喷枪同时喷射粘接剂对基材进行黏合固化；根据三维模型每层截面形状，控制喷枪和平台的相对运动，进行逐层的多材料的可控喷射成形；待成形件喷射并粘接成形之后，清理表面和内部结构上少量未粘结的颗粒材料，形成最终的待成形件，本发明专利技术可实现在喷射基材的同时喷射粘接剂进行黏合固化，具有节约基材、易于清理、节能减排的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，根据待成形件的外形要求，构建其三维模型，并按照加工方向进行分层处理；根据三维模型对基材和粘接剂数量的需求，将基材颗粒和粘接剂分别放置于送粉器和粘接剂容器内，无需预热，压缩气体直接从送粉器内携带基材颗粒后，输送至基材喷枪，并控制粘接剂喷枪同时喷射粘接剂对基材进行黏合固化；根据三维模型每层截面形状，控制喷枪和平台的相对运动，进行逐层的多材料的可控喷射成形；待成形件喷射并粘接成形之后，清理表面和内部结构上少量未粘结的颗粒材料，形成最终的待成形件，本专利技术可实现在喷射基材的同时喷射粘接剂进行黏合固化，具有节约基材、易于清理、节能减排的优点。【专利说明】
本专利技术属于增材制造
，特别涉及。
技术介绍
增材制造技术以金属、塑料和陶瓷等为主要原料，正向复杂结构、多用途的一体化快速制造方向发展。遵循“分层固化，层层累加”技术原理，根据层内固化的方式，可将常见的增材制造技术可分为三类:第一类是光固式，如立体光刻技术(SL)，受紫外线等的照射扫瞄，使液态光敏聚合物因光聚合，硬化成薄层；第二类是热固式，包括熔丝沉积造型(FDM)、选区激光烧结(SLS)、电子束熔融(EBM)，均以熔化再凝固为基本原理，使材料熔化并固化在一起形成薄层；第三类是粘固式，如三维喷涂粘接(3DP)、分层实体制造(L0M)，是将粉末材料选择性地粘结成为一个整体，或将薄层材料粘结后沿边缘切割形成所需的截面形状。如上所述，光固式的加工对象范围很窄，仅适用于液态光敏聚合物，并须配备对应波长或频率的光线发射器；热固式由于全部材料都要经过固-液-固相变过程，导致体积变化大，残余应力和变形大且需要大功率激光器设备，成本较高，熔积效率低；粘固式可能要用到激光切割系统，设备成本较高，不宜控制粘接剂的喷涂，未接触粘接剂的材料虽可重复利用，但清理时易造成粉末飞扬而危害人体健康。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供，以微、纳米级的金属、塑料或陶瓷颗粒为基材，采用两个分别喷射基材和粘接剂的喷枪同步运动的方法快速制造形状复杂的零件；可实现在喷射基材的同时喷射粘接剂进行黏合固化，具有节约基材、易于清理、节能减排的优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:，包括:I)根据待成形件的外形要求，构建其三维模型，并按照加工方向进行分层处理；2)根据三维模型对基材和粘接剂数量的需求，将基材颗粒和粘接剂分别放置于送粉器和粘接剂容器内，无需预热，压缩气体直接从送粉器内携带基材颗粒后，输送至基材喷枪，并控制粘接剂喷枪同时喷射粘接剂对基材进行黏合固化；3)根据三维模型每层截面形状，控制喷枪和平台的相对运动，进行逐层的多材料的可控喷射成形；4)待成形件喷射并粘接成形之后，清理表面和内部结构上少量未粘结的颗粒材料，形成最终的待成形件。所述的基材喷枪和粘接剂喷枪受同步控制器控制,作同步运动,基材颗粒与粘接剂同时被喷射到平台或固化层上并瞬时黏合成形。所采用的基材材料包括金属颗粒、塑料颗粒和陶瓷颗粒的一种或几种。与现有技术相比，本专利技术提供的基于同步喷涂粘接技术的增材制造方法，采用基材喷枪和粘接剂喷枪同步运动的方法进行零件的制造，可实现在喷射基材的同时喷射粘接剂进行黏合固化，具有节约基材、易于清理、节能减排的优点。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的同步喷射成形示意图。图2是实例提供的同步喷涂粘接技术的增材制造方法的实现过程示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。本专利技术包括如下步骤:1、根据待成形件的外形要求，构建其三维模型；并按照加工方向进行分层处理，然后根据三维模型每层截面形状，编写同步喷枪和平台的相对运动程序，程序由同步控制器5运行；2、根据三维模型对基材和粘接剂数量的需求，将基材颗粒和粘接剂分别放置于送粉器和粘接剂容器内，无需预热，压缩气体直接从送粉器内携带基材颗粒后，输送至基材喷枪3，受同样的程序的控制，粘接剂喷枪4同时喷射一定数量的粘接剂对基材进行黏合固化，固化部分沉积在平台I或已有的固化层2上；3、按照相对运动程序，同步控制器5控制平台和两个喷枪的相对运动，进行逐层的多材料的可控喷射成形；4、待成形件喷射并粘接成形之后，清理表面和内部结构上少量未粘结的颗粒材料，形成最终的零件。实施例:参见图1和图2，同步喷射成形制备陶瓷颗粒的金字塔形件，包括以下步骤:1、利用Ρι.ο/Ε完成该零件的三维建模，并储存成STL文件格式；2、对模型进行均匀封层处理，获得模型分层截面信息，编写喷枪与平台的运动程序;3、将35um的球形陶瓷粒子装载于送粉器内，调整输送参数，将送粉速率控制在3kg/h左右；4、将粘接剂装载于粘接剂容器内，调整输送参数，将喷射速率控制在0.9kg/h左右；5、通过压缩气体控制阀的调整，使得喷枪入口压力为0.5Mpa，送粉压力为0.8Mpa,送粉位置为喷枪喉部处；6、控制器调入控制程序，然后控制喷枪喷射装置运动完成每一层喷射加工，控制基板的移动完成逐层喷射沉积成形；7、通过粉末分离器收集被基板反射的多余粉末，以便回收利用；8、气体回收装置收集分离粉末后净化的载气，压缩之后循环利用；9、对成型件进行表面处理，检测成型件的复合结构的精确度并修复，最终形成产品O【权利要求】1.，其特征在于，包括: 1)根据待成形件的外形要求，构建其三维模型，并按照加工方向进行分层处理； 2)根据三维模型对基材和粘接剂数量的需求，将基材颗粒和粘接剂分别放置于送粉器和粘接剂容器内，无需预热，压缩气体直接从送粉器内携带基材颗粒后，输送至基材喷枪，并控制粘接剂喷枪同时喷射粘接剂对基材进行黏合固化； 3)根据三维模型每层截面形状，控制喷枪和平台的相对运动，进行逐层的多材料的可控喷射成形； 4)待成形件喷射并粘接成形之后，清理表面和内部结构上少量未粘结的颗粒材料，形成最终的待成形件。2.根据权利要求1所述的同步喷涂粘接的增材制造方法，其特征在于，所述的基材喷枪和粘接剂喷枪受同步控制器控制，作同步运动，基材颗粒与粘接剂同时被喷射到平台或固化层上并瞬时黏合成形。3.根据权利要求1所述的同步喷涂粘接的增材制造方法，其特征在于，所采用的基材材料包括金属颗粒、塑料颗粒和陶瓷颗粒的一种或几种。【文档编号】B29C67/00GK103934456SQ201410139053【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日 【专利技术者】樊小蒲, 王秀峰 申请人:陕西科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步喷涂粘接的增材制造方法，其特征在于，包括：1）根据待成形件的外形要求，构建其三维模型，并按照加工方向进行分层处理；2）根据三维模型对基材和粘接剂数量的需求，将基材颗粒和粘接剂分别放置于送粉器和粘接剂容器内，无需预热，压缩气体直接从送粉器内携带基材颗粒后，输送至基材喷枪，并控制粘接剂喷枪同时喷射粘接剂对基材进行黏合固化；3）根据三维模型每层截面形状，控制喷枪和平台的相对运动，进行逐层的多材料的可控喷射成形；4）待成形件喷射并粘接成形之后，清理表面和内部结构上少量未粘结的颗粒材料，形成最终的待成形件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：樊小蒲，王秀峰，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61