一种直接快速成形金属增材制造基板的固定装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种直接快速成形金属增材制造基板的固定装置及其方法，装置包括水平放置在直接快速成形金属增材制造打印腔体中用于承载基板的基板夹具以及在基板夹具上夹紧基板的限位夹板，所述基板夹具上设有若干组与限位夹板上的通孔位置对应的螺栓外轮廓孔，供螺栓同时穿过固定限位夹板。本发明专利技术采用基板夹具及限位夹板组合并固定的装置及方法，可有效避免高温导致的基板翘曲变形现象，消除了外界扰动导致的基板微小位移，提高了试验效率，节约了研究成本；同时，可通过调节限位夹板的位置以实现不同形状、尺寸基板的固定，可广泛应用于直接快速成形金属增材制造领域。

A Fixed Device for Manufacturing Substrate by Direct Rapid Prototyping Metal Addition and Its Method

【技术实现步骤摘要】
一种直接快速成形金属增材制造基板的固定装置及其方法
本专利技术涉及一种直接快速成形金属增材制造设备，具体涉及一种金属增材制造基板的固定装置及其方法。
技术介绍
近年来，直接快速成形金属增材制造技术开始越来越多的应用于工业领域，直接快速成形热源主要有激光、高能电子束及焊接电弧。相对于传统减材制造技术，直接快速成形技术有诸多优势：省略了铸锻等大型机械加工设备，避免了减材加工造成的原材料浪费，突破了复杂结构零件的制造桎梏，允许客户定制产品，较短的成形周期缩减了订货到提货的时间。因此该先进制造技术不仅可以带来巨大的经济效益，而且可以减少对环境的污染。无论采用何种高能粒子束作为热源，都不能避开“如何把基板固定在高能粒子束下方”这一个关键问题。一般情况下，在进行金属增材制造试验前，会直接将基板放置在高能粒子束下方，不做任何固定措施，但是在试验研究中，需要考虑以下影响因素：（1）基板在持续吸收高能粒子束的能量后，会在试验过程中发生翘曲；（2）试验时，基板会受环境扰动出现微小位移，导致已确定的零点位置偏移；（3）基板会根据不同的成形件的需求而选用不同的尺寸，单一固定尺寸或位置的夹具并不能满足成形件尺寸多样化的要求。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种牢固、高效、环保的直接快速成形金属增材制造基板的固定装置及其方法。技术方案：本专利技术提供了一种直接快速成形金属增材制造基板的固定装置，包括水平放置在直接快速成形金属增材制造打印腔体中用于承载基板的基板夹具以及在基板夹具上夹紧基板的限位夹板，所述基板夹具上设有若干组与限位夹板上的通孔位置对应的螺栓外轮廓孔，供螺栓同时穿过固定限位夹板。进一步，所述基板夹具上的螺栓外轮廓孔呈阵列排布，每个螺栓外轮廓孔包括同轴的圆柱通孔及沉孔。进一步，所述限位夹板共有两个，分别夹紧基板两边，每个限位夹板上的通孔对应到基板夹具上一列螺栓外轮廓孔中。进一步，所述基板夹具及限位夹板由Q235钢制成。一种直接快速成形金属增材制造基板的固定方法，包括以下步骤：（1）将基板夹具放置于直接快速成形金属增材制造设备的打印腔体中，确定打印枪头在基板夹具上的实际运行位置；（2）取出基板夹具，将基板放置于基板夹具上打印枪头的实际运行位置范围内；（3）限位夹板放置在基板两侧夹紧基板并将限位夹板上的通孔对准基板夹具上的螺栓外轮廓孔；（4）从螺栓外轮廓孔底部插入螺栓并穿过限位夹板，拧紧螺母完成对基板的固定工作；（5）最后将基板夹具及其上的基板和限位夹板整体放置于直接快速成形金属增材制造设备的打印腔体中。进一步，步骤（4）在螺栓上依次放置垫片、螺母、垫片和螺母。有益效果：本专利技术采用基板夹具及限位夹板组合并固定的装置及方法，可有效避免高温导致的基板翘曲变形现象，消除了外界扰动导致的基板微小位移，提高了试验效率，节约了研究成本；同时，可通过调节限位夹板的位置以实现不同形状、尺寸基板的固定，可广泛应用于直接快速成形金属增材制造领域。附图说明图1为基板夹具示意图；图2为固定450mm×450mm×10mm方形基板固定完成后的夹具示意图；图3为固定r=260mm、厚度5mm圆形基板固定完成后的夹具示意图。具体实施方式下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例1：对尺寸为450mm×450mm×10mm的方形基板4进行固定，一种直接快速成形金属增材制造基板的固定装置，如图1所示，包括材质为Q235钢的基板夹具1和限位夹板2。基板夹具1为平板结构，长、宽均为50cm，厚2cm，水平放置在直接快速成形金属增材制造打印腔体中，用于承载基板4。限位夹板2共有两个，长48cm，宽4cm，厚1cm，在基板夹具1上用于夹紧基板4的两侧。基板夹具1上设有阵列排布4×10的螺栓外轮廓孔，每个螺栓外轮廓孔包括同轴的圆柱通孔及沉孔，其中圆柱通孔孔径为φ10mm，沉孔孔径为φ20mm。每个限位夹板2上具有4个与螺栓外轮廓孔其中一列对应的通孔，孔径为φ10mm，供六角螺栓3同时穿过，并通过相适配的六角螺母旋紧，将基板4锁死后固定限位夹板2。上述直接快速成形金属增材制造基板的固定方法，如图2所示，包括以下步骤：（1）将基板夹具1放置于直接快速成形金属增材制造设备的打印腔体中，确定打印枪头在基板夹具1上的实际运行位置；（2）取出基板夹具1，将基板4放置于基板夹具1上打印枪头的实际运行位置范围内，选取放置在基板夹具1的最外侧两列螺栓外轮廓孔之间的位置；（3）限位夹板2放置在基板4两侧夹紧基板4并将限位夹板2上的通孔对准基板夹具1上的最外侧两列螺栓外轮廓孔；（4）从最外侧两列螺栓外轮廓孔的底部插入六角螺栓3并穿过限位夹板2的通孔，螺栓3上依次放置垫片、螺母、垫片和螺母，拧紧螺母完成对基板4的固定工作，六角螺栓3和螺母的规格为M39；（5）最后将基板夹具1及其上的基板4和限位夹板2整体放置于直接快速成形金属增材制造设备的打印腔体中。实施例2：对半径为260mm、厚度5mm的圆形基板4进行固定，与实施例1固定装置相同，所不同的是在固定过程中，限位夹板2夹紧基板4两端，限位夹板2上的通孔与基板夹具1左、右第3列螺栓外轮廓孔对应，用螺栓3及螺母进行固定，如图3所示。因此，本固定装置可以固定包括一系列宽度为9.0-45.0cm、厚度为1.0cm-3cm、长度为9.0-45.0cm的基板。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直接快速成形金属增材制造基板的固定装置，其特征在于：包括水平放置在直接快速成形金属增材制造打印腔体中用于承载基板的基板夹具以及在基板夹具上夹紧基板的限位夹板，所述基板夹具上设有若干组与限位夹板上的通孔位置对应的螺栓外轮廓孔，供螺栓同时穿过固定限位夹板。

【技术特征摘要】
1.一种直接快速成形金属增材制造基板的固定装置，其特征在于：包括水平放置在直接快速成形金属增材制造打印腔体中用于承载基板的基板夹具以及在基板夹具上夹紧基板的限位夹板，所述基板夹具上设有若干组与限位夹板上的通孔位置对应的螺栓外轮廓孔，供螺栓同时穿过固定限位夹板。2.根据权利要求1所述的直接快速成形金属增材制造基板的固定装置，其特征在于：所述基板夹具上的螺栓外轮廓孔呈阵列排布，每个螺栓外轮廓孔包括同轴的圆柱通孔及沉孔。3.根据权利要求2所述的直接快速成形金属增材制造基板的固定装置，其特征在于：所述限位夹板共有两个，分别夹紧基板两边，每个限位夹板上的通孔对应到基板夹具上一列螺栓外轮廓孔中。4.根据权利要求1所述的直接快速成形金属增材制造基板的固定装置，其特征在于：所述基板夹具...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏井利，陈兴涛，丁辉，黄珊，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32