基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备及工艺制造技术

本发明专利技术涉及金属增材制造技术领域，具体涉及一种基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备及其制造工艺。一种基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备，包括机架、气体保护箱、三坐标工作平台、基座和半固态坯料制备装置，所述气体保护箱设置在基座上，所述机架、三坐标工作平台和半固态坯料制备装置设置在气体保护箱内，所述半固态坯料制备装置通过坯料制备装置安装底板设置在机架，所述三坐标工作平台位于半固态坯料制备装置的下部。本发明专利技术通过金属线材的半固态全流程制备与增材制造相结合的方式，规避了传统金属增材制造设备原料成本高、生产效率低及力学性能不佳等问题。

Semi-solid Metal Addition Manufacturing Equipment and Technology Based on Direct Resistance Heating Technology

【技术实现步骤摘要】
基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备及工艺
本专利技术涉及金属增材制造
，具体涉及一种基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备及其制造工艺。
技术介绍
目前，主流的金属增材制造设备成形零件的方式共有两种：1)粉末烧结法，其通过激光照射金属粉末，将金属粉末熔化，再按照预定路线一层一层的堆积起来制造零件；2)金属丝熔化焊接法，其将金属细丝完全融化，使用类似于焊接的方式，成形相应形状零件。但是以上两种方法均存在不足：粉末烧结法制造效率低、成本高，一般只适用于产品的试制，无法应用在大体积零件的批量生产当中，由于要将金属粉末熔化，必须通过激光发生器产生的高能激光加热才可实现，增加了设备能耗，同时打印出的金属微观组织分布不均匀，降低了零件疲劳性能；金属丝熔化焊接法将金属加热至熔融态将消耗大量的能量，另一方面，熔融金属表面接触空气将会产生氧化皮，掺杂进打印的零件内部影响成形零件性能。
技术实现思路
为解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出一种基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备，通过直接使用直流电对打印头处线状坯料加热的方法，实现坯料的半固态堆积；结合自带的去皮系统在气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备，其特征在于：包括机架(12)、气体保护箱(14)、三坐标工作平台(16)、基座(18)和半固态坯料制备装置，所述气体保护箱(14)设置在基座(18)上，所述机架(12)、三坐标工作平台(16)和半固态坯料制备装置设置在气体保护箱(14)内，所述半固态坯料制备装置通过坯料制备装置安装底板(11)设置在机架(12)，所述三坐标工作平台(16)位于半固态坯料制备装置的下部；所述半固态坯料制备装置包括储料机构(1)、轧辊机构组件、去皮机构(9)、半固态等温热处理装置(10)、直流电加热装置(7)、红外线温度传感器(8)及空心锥形打印头(15)，所述...

【技术特征摘要】
1.一种基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备，其特征在于：包括机架(12)、气体保护箱(14)、三坐标工作平台(16)、基座(18)和半固态坯料制备装置，所述气体保护箱(14)设置在基座(18)上，所述机架(12)、三坐标工作平台(16)和半固态坯料制备装置设置在气体保护箱(14)内，所述半固态坯料制备装置通过坯料制备装置安装底板(11)设置在机架(12)，所述三坐标工作平台(16)位于半固态坯料制备装置的下部；所述半固态坯料制备装置包括储料机构(1)、轧辊机构组件、去皮机构(9)、半固态等温热处理装置(10)、直流电加热装置(7)、红外线温度传感器(8)及空心锥形打印头(15)，所述轧辊机构组件包括至少一个轧辊机构，所述储料机构(1)用于存储线状坯料(2)。2.根据权利要求1所述的一种基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备，其特征在于：所述去皮机构(9)包括转刀筒支架(901)、第二滚动轴承(902)、带轮机构(903)、皮带(904)、转刀筒伺服电机(905)、集屑盒(906)、去皮转刀筒907；所述去皮转刀筒(907)为一空心柱体，其包括转刀筒内壁(9071)、旋转刀片机构(9072)、排屑口(9073)；所述去皮转刀筒(907)通过第二滚动轴承(902)设置在转刀筒支架(901)上，转刀筒支架(901)与坯料制备装置安装底板(11)相连，去皮转刀筒907与带轮机构(903)固定相连，带轮机构(903)通过皮带(904)与转刀筒伺服电机(905)相连；转刀筒内壁(9071)有一对旋转刀片机构(9072)对称分布，去皮转刀筒(907)外侧对应有排屑口(9073)，去皮转刀筒(907)下方底板安装有集屑盒(906)。3.根据权利要求2所述的一种基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备，其特征在于：所述半固态等温热处理装置(10)包括直转接头(1001)、螺旋加热通道(1002)、保温筒加热电源(1003)、加热电源线(1004)、保温外壳(1006)、加热筒支架(1007)、加热内胆(1008)、直角转接头(1009)；加热筒支架(1007)与坯料制备装置安装底板(11)相连，保温外壳(1006)设置在加热筒支架(1007)上，保温外壳(1006)前后两侧分别设置有开口端盖(1005)与平端盖((1010)；加热内胆(1008)位于保温外壳(1006)内，加热内胆(1008)与加热电源线(1004)连接，加热电源线(1004)与保温筒加热电源(1003)相连，螺旋加热通道(1002)安装在保温外壳(1006)与加热内胆(1008)之间，螺旋加热通道(1002)的入口端与直转接头(1001)相连，而直转接头(1001)与去皮转接筒(907)配合，螺旋加热通道(1002)的出口端与直角转接头(1009)相连，直角转接头(1009)直接通过坯料制备装置安装底板(11)与空心锥形打印头(15)相连。4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备，其特征在于：所述直流电加热装置(7)包括直流电源(701)、信号线(702)、正极线(703)、负极线(704)；正极线(703)与负极线(704)分别由直流电源(701)引出，正极线(703)与线状坯料(2)相连，负极线(704)与三坐标工作平台(16)相连，直流电源(701)与红外线温度传感器(8)通过信号线(702)相连。5.根据权利要求4所述的一种基于直接电阻加热技术的半固态金属增材制造设备，其特征在于：所述空心锥形打印头(15)与坯料制备装置安装底板(11)及机架(12)相连，空心锥形打印头(15)的上端与直角转接头(1009)固定连接，所述空心锥形打印头(15)的轴心部位为空心，线状坯料(2)通过空心锥形打印头(15)的内部并与固定在三坐标工作平台(16)上的成形零件(17)相接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琦，李浩，曹苗，张冲，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61