一种直流式MIG电弧3D打印冷却装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种直流式MIG电弧3D打印冷却装置，包括具有第一冷却腔、第二冷却腔及第三冷却腔的冷却壳体，所述第一冷却腔和第三冷却腔对称分布在所述第二冷却腔的两侧；所述第二冷却腔为水冷结构，所述水冷结构包括进水口、出水口以及连接在进水口与出水口之间的冷却水管；所述第一冷却腔和第三冷却腔为气冷结构，所述气冷结构包括进气口、气体通道及出气孔，所述进气口连接在所述气体通道入口，所述出气孔为沿所述气体通道的气体流动方向间隔设置的多个，所述出气孔的出口位于所述冷却壳体的表面。水冷结构内部采用蛇形往复式设计，提高了水流空间利用率；气冷结构内部采用多个小孔式设计，气流均匀输出至打印基板与打印件表面。

A DC MIG Arc 3D Printing Cooling Device

【技术实现步骤摘要】
一种直流式MIG电弧3D打印冷却装置
本技术涉及一种直流式MIG电弧3D打印冷却装置，属于电弧3D打印领域，但也可应用于焊接，熔覆等行业。
技术介绍
增材制造技术是根据CAD/CAM设计，采用逐层累计的方法制造实体零件的技术。20世纪80年代开始，增材制造技术开始起步，曾被称为“材料累加制造”、“快速原型”、“分层制造”、“实体自由制造”和“3D打印技术”等。各种名称分别从不同角度表达了该制造技术的特点。随着航空航天、国防军工等重要
对昂贵金属零件的性能、精度、成本和周期的要求越来越高，增材制造技术因为其在直接成形金属零件方面的优势，已经成为国内外研究的热点。电弧增材制造（WAAM）是以电弧作为热源，焊丝作为增材材料，快速成型出致密度高、力学性能好的金属复杂几何构件，缩短产品的生产周期，极大提高材料的利用率及生产效率，提高制造技术的核心竞争力。MIG电弧增材制造：熔化极气体保护焊是采用连续等速送进可熔化的焊丝与被焊工件之间的电弧作为焊接热源来熔化焊丝和母材，形成熔池和焊缝的焊接方法。其优点在于：具有广泛的适应性；采用焊丝作为电极，可选择较大电流，生产效率高。其缺点在于：打印过程中持续热输入较大，易产生变形，表面粗糙度不均匀，熔滴过度不均匀。传统直流MIG电弧3D打印过程中采用铜板覆于打印基板表面，且更换铜板过于频繁，且冷却效果不佳。而打印件侧壁则不采用冷却作用，使打印表面由于持续大量热输入而导致表面粗糙过大，甚至塌陷而无法成型。
技术实现思路
本技术所要解决的问题是针对普遍直流MIG电弧3D打印快速成型方法的不足，提供一种直流式MIG电弧3D打印冷却装置，避免了持续打印过程中热输入过大所导致的打印塌陷、变形与表面粗糙度过大的问题，提高了打印效率与打印件表面平滑度，明显降低了打印基板与打印件表面温度。本技术采用的技术方案如下：一种直流式MIG电弧3D打印冷却装置，其特征在于：包括具有第一冷却腔、第二冷却腔及第三冷却腔的冷却壳体，所述第一冷却腔和第三冷却腔对称分布在所述第二冷却腔的两侧；所述第二冷却腔为水冷结构，所述水冷结构包括进水口、出水口以及连接在进水口与出水口之间的冷却水管；所述第一冷却腔和第三冷却腔为气冷结构，所述气冷结构包括进气口、气体通道及出气孔，所述进气口连接在所述气体通道入口，所述出气孔为沿所述气体通道的气体流动方向间隔设置的多个，所述出气孔的出口位于所述冷却壳体的表面。所述气冷结构的进气口为两个，每个进气口连接一个所述气体通道。所述冷却水管采用蛇形往复式设计。设置在所述气体通道上的出气孔数量为15个，出气孔的直径为2mm，出气孔距离距冷却壳体的下表面6mm。在所述冷却水管的端部设置有不锈钢螺纹式转接头。本技术水冷装置所包括水冷流道、气冷通道及螺纹式转接头。中心区域采用水冷结构，内部采用蛇形往复式设计，水流空间利用率高，冷却效果明显。水冷结构与基板或打印件侧壁的接触面积为84.8cm2，水冷结构两端设有转接头，可与多个冷却模块实现串联，其结构中入水口与进水口分别对应水冷系统相连。水冷模块两侧采用气冷结构，内部采用多个小孔式设计，单边小孔数量为15个，单个小孔直径为2mm，气孔距离待冷却表面6mm，保证气体均匀覆盖于打印件表面，当气冷结构接入惰性保护气体时，可防止打印过程中的氧化现象，并且防止打印材料中合金元素烧损产生的黑烟落与工件表面，气冷结构两端设有转接头，可与多个冷却模块实现串联。水冷模块两端采用不锈钢螺纹式转接头设计，单侧边设有螺纹连接头用于多个水冷模块并联与固定作用，可实现大面积打印基板与打印件的覆盖。另外，多个水冷与气冷结构连接时，水流量与气流量可通过外界水冷与气冷系统调节。本技术具有如下优点：1.可实现多个水冷模块串联并联，可覆盖大面积打印基板与打印件侧壁，根据不同结构与形状的打印件拼装出不同结构的水冷模块组合，安装简单方便，不受形状干涉。2.采用水冷气冷双结构冷却，冷却效果较好，气冷结构通入惰性保护气体时，可防止打印过程中的氧化作用。3.水冷结构内部采用蛇形往复式设计，提高了水流空间利用率；气冷结构内部采用多个小孔式设计，气流均匀输出至打印基板与打印件表面。附图说明图1为本技术一种直流式MIG电弧3D打印冷却模块的结构剖面示意图。图2为本技术一种直流式MIG电弧3D打印冷却模块的侧面示意图。图3为本技术一种直流式MIG电弧3D打印冷却模块的组合使用示意图图中：1-送气口，2-入水口，3-水流道，4-输气孔，5-螺纹连接头，6-堵头，7-出水口，8-气管，9-气冷系统，10-送气端口，11-管接头，12-出水端口，13-水冷系统，14-入水端口，15-水管。具体实施方式本技术的一种直流式MIG电弧3D打印冷却装置，包括设于气冷结构一端的送气口1，设于水冷结构一端的入水口2，内部蛇形往复式结构的水流道3，气冷结构多个小孔式输气孔4，水冷模块侧端的螺纹连接头5，封闭送气孔的堵头6，与水冷系统相连的出水口7，气冷系统至气冷模块的传输气管8，外界与气冷结构相连的气冷系统9，气冷系统输出端口10，水管气管连接的管接头11，水冷系统的出水端口12，外界与水冷模块相连的水冷系统13，水冷系统的入水端14以及水冷系统至水冷模块的传输水管15。外界水冷系统与空冷系统的输出端通过水管与气管连至水冷模块一端，水冷结构另一端连至水冷系统入水端口，气冷结构另一端采用堵头封闭，当采用多个水冷模块串联时，采用螺纹式转接头连接，并联时采用连接头固定，连接好的水冷模块放置打印基板或打印件侧壁，实现直流式MIG电弧3D打印的冷却效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流式MIG电弧3D打印冷却装置，其特征在于：包括具有第一冷却腔、第二冷却腔及第三冷却腔的冷却壳体，所述第一冷却腔和第三冷却腔对称分布在所述第二冷却腔的两侧；所述第二冷却腔为水冷结构，所述水冷结构包括进水口、出水口以及连接在进水口与出水口之间的冷却水管；所述第一冷却腔和第三冷却腔为气冷结构，所述气冷结构包括进气口、气体通道及出气孔，所述进气口连接在所述气体通道入口，所述出气孔为沿所述气体通道的气体流动方向间隔设置的多个，所述出气孔的出口位于所述冷却壳体的表面。

【技术特征摘要】
1.一种直流式MIG电弧3D打印冷却装置，其特征在于：包括具有第一冷却腔、第二冷却腔及第三冷却腔的冷却壳体，所述第一冷却腔和第三冷却腔对称分布在所述第二冷却腔的两侧；所述第二冷却腔为水冷结构，所述水冷结构包括进水口、出水口以及连接在进水口与出水口之间的冷却水管；所述第一冷却腔和第三冷却腔为气冷结构，所述气冷结构包括进气口、气体通道及出气孔，所述进气口连接在所述气体通道入口，所述出气孔为沿所述气体通道的气体流动方向间隔设置的多个，所述出气孔的出口位于所述冷却壳体的表面。2.根据权利要求1所述的直流式MIG电弧3D打印冷却装置，其特征在于：所述冷却水管采用蛇形往复式设计。3.根据权利要求1所述的直流式MIG电弧3D...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国瑜，李午红，徐国建，唱丽丽，黄金鑫，吴迪鹏，
申请(专利权)人：南京中科煜宸激光技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32