用于钢锭生产的4D打印系统技术方案

本发明专利技术提供用于钢锭生产的4D打印系统，包括：流量控制模块，用于生成控制数据，将所述控制数据发送至所述中心处理模块；液位模块，用于采集液位数据，将所述液位数据发送至所述中心处理模块；打印设备控制模块，用于生成打印数据，将所述打印数据发送至所述中心处理模块；中心处理模块，用于接收控制数据、液位数据和打印数据，进行处理分析。适用于钢水作为增材材料的用于钢锭生产的4D打印系统，本系统安全稳定且更适合4D打印过程的控制。并且本系统安全性能高，同时具有安防和存储安全保护功能。

【技术实现步骤摘要】
用于钢锭生产的4D打印系统
本专利技术属于钢锭制备
，尤其涉及用于钢锭生产的4D打印系统。
技术介绍
钢水经盛钢包注入铸模凝固形成钢锭。钢液在炼钢炉中冶炼完成后，必须铸成一定形状的锭或坯才能进行加工。用铸模铸成钢锭的工艺过程简称为铸锭。钢锭至今仍是轧钢生产的主要原料。钢锭质量的优劣、锭型的状况以及其重量大小对轧钢生产有着十分重要的作用。3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。然而金属粉存在生产难度高、技术被国外垄断、造价高等缺陷，尤其在制造大尺寸、简单结构等钢锭时，很难产生实际收益。4D打印，比3D打印多了时间维度，为此申请人将增材制造材料选为常用的钢水，结合时间维度的凝固变形，从而钢锭的打印由3D变为4D。然后现有技术中还没有钢锭4D打印技术，因此无与之配套使用的4D打印系统。
技术实现思路
为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。本专利技术采用如下技术方案：在一些可选的实施例中，用于钢锭生产的4D打印系统，包括：流量控制模块，用于生成控制数据，将所述控制数据发送至所述中心处理模块；液位模块，用于采集液位数据，将所述液位数据发送至所述中心处理模块；打印设备控制模块，用于生成打印数据，将所述打印数据发送至所述中心处理模块；中心处理模块，用于接收控制数据、液位数据和打印数据，进行处理分析。其中，警报模块；所述中心处理模块将接收到的控制数据、液位数据和打印数据与设定数据进行比对，若存在不同，则发送警报信息至所述警报模块。其中，包括，第一温度采集单元、第二温度采集单元、流量采集单元和转速采集单元；所述第一温度采集单元采集钢包内钢水温度数据，将所述钢包内钢水温度数据发送至流量控制模块；所述第二温度采集单元采集料管内钢水温度数据，将所述料管内钢水温度数据发送至流量控制模块；所述流量采集单元采集流量控制阀流量数据，将所述流量控制阀流量数据发送至流量控制模块；所述转速采集单元采集底板转速数据，将所述底板转速数据发送至流量控制模块；所述流量控制模块将接收到的钢包内钢水温度数据、料管内钢水温度数据、流量控制阀流量流量数据、底板转速数据合并生成控制数据，并根据控制数据控制所述流量控制阀工作。其中，包括，升降控制单元、转动控制单元和XY轴移动控制单元；所述升降控制单元采集升降参数，将所述升降参数发送至打印设备控制模块；所述转动控制单元采集转速参数，将所述转速参数发送至打印设备控制模块；所述XY轴移动控制单元采集位置参数，将所述位置参数发送至打印设备控制模块；所述打印设备控制模块将接收到的升降参数、转速参数、位置参数合并生成打印数据，并根据打印数据控制所述底板工作。其中，核验模块；所述核验模块分别与转动控制单元、转速采集单元连接，采集底板转速数据和转速参数，获得底板转速数据和转速参数的差值，若差值大于设定值则所述核验模块发送急停指令至流量控制阀，驱动所述流量控制阀关闭。其中，包括，安防子系统；所述安防子系统包括，入门登记单元、出门登记单元、人员存档单元、安防中心单元；所述安防中心单元分别与入门登记单元、出门登记单元、人员存档单元连接；所述入门登记单元将入门人员信息发送至安防中心单元；所述出门登记单元将出门人员信息发送至安防中心单元；所述安防中心单元将接收到的入门人员信息与出门人员信息进行比对获得在位人员信息，并将在位人员信息发送至人员存档单元；所述人员存档单元将在位人员信息存储，并将在位人员信息与存档信息进行比对，若不同则发送预警信息至中心处理模块；所述中心处理模块接收到预警信息后分别向流量控制模块和打印设备控制模块发送停止指令，并向流量控制阀发送急停指令。其中，还包括，区块链网络及存储器；所述安防子系统将在位人员信息发送至存储器中进行存储；中心处理模块将液位数据、控制数据、流量数据、打印数据发送至存储器中进行存储；所述存储器设有身份验证模块及上传模块；所述身份验证模块用于验证身份信息，验证通过则将身份信息通过上传模块上传至区块链网络中。本专利技术所带来的有益效果：适用于钢水作为增材材料的用于钢锭生产的4D打印系统，本系统安全稳定且更适合4D打印过程的控制。并且本系统安全性能高，同时具有安防和存储安全保护功能。附图说明图1是本专利技术用于钢锭生产的4D打印系统的结构框图；图2是打印设备结构示意图；图3是本专利技术钢包主体结构示意图；图4是本专利技术钢包主体的仰视图；图5是本专利技术钢包主体的俯视图；图6是现有技术中钢锭内的偏析分布照片；图7现有技术中钢锭内缩孔、疏松及杂物缺陷示意照片。具体实施方式以下描述和附图充分地展示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。在一些说明性的实施例中，大部分工艺采用的材料普遍是粉末和丝材，其中粉末材料最为常见，粉末材料对颗粒的形状和粒度分布都有较高的要求，成形件对金属粉末中的含氧量和含碳量有着密切的联系，用雾化的方法对金属粉末进行制备，能够使粉末材料的粒度分布较为均匀，但是成本很高。增材制造要通过原材料之间的互相结合才能完成，因此在进行这项工作时，往往会出现一些物理变化和化学变化，金属材料在成形过程中，一般需要进行快速融化和快速凝固这一过程，由于操作过程中温度时而过高时而过低，导致零件表面会出现小孔或者裂纹。常规增材制造在成形件的尺寸和精确度这两个方向有很大的难度，当前，铺粉设备一般较为单一，由于光束对粉末材料的控制只能局限在一定范围内，要有效提高光学部件的精度。另外，铺粉增材制造技术不同于传统中其他的涂层技术，其中任何一个环节的平整度都会影响成型件的整体质量，因此，需要通过完善设备对其进行优化。钢锭质量的优劣对锻造生产有着十分重要的作用。钢锭是装备中关键结构件的基础坯料，传统钢锭是由钢水经盛钢包注入铸模凝固形成。大型钢锭存在各种偏析、缩孔疏松以及沉积锥夹杂物等缺陷，见图6、图7，严重影响了钢锭的内在质量，大大降低了钢锭的合格率以及材料的利用率。如图6宏观偏析是铸造钢锭的主要缺陷之一，凝固过程中的溶质再分配是产生宏观偏析的根本原因。宏观偏析严重影响钢锭的组织和性能，且难以通过锻造、热处理等后续工艺消除。特别是大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于钢锭生产的4D打印系统，其特征在于，包括：/n流量控制模块，用于生成控制数据，将所述控制数据发送至所述中心处理模块；/n液位模块，用于采集液位数据，将所述液位数据发送至所述中心处理模块；/n打印设备控制模块，用于生成打印数据，将所述打印数据发送至所述中心处理模块；/n中心处理模块，用于接收控制数据、液位数据和打印数据，进行处理分析。/n

【技术特征摘要】
1.用于钢锭生产的4D打印系统，其特征在于，包括：
流量控制模块，用于生成控制数据，将所述控制数据发送至所述中心处理模块；
液位模块，用于采集液位数据，将所述液位数据发送至所述中心处理模块；
打印设备控制模块，用于生成打印数据，将所述打印数据发送至所述中心处理模块；
中心处理模块，用于接收控制数据、液位数据和打印数据，进行处理分析。


2.如权利要求1所述的用于钢锭生产的4D打印系统，其特征在于，还包括，警报模块；
所述中心处理模块将接收到的控制数据、液位数据和打印数据与设定数据进行比对，若存在不同，则发送警报信息至所述警报模块。


3.如权利要求2所述的用于钢锭生产的4D打印系统，其特征在于，还包括，第一温度采集单元、第二温度采集单元、流量采集单元和转速采集单元；
所述第一温度采集单元采集钢包内钢水温度数据，将所述钢包内钢水温度数据发送至流量控制模块；
所述第二温度采集单元采集料管内钢水温度数据，将所述料管内钢水温度数据发送至流量控制模块；
所述流量采集单元采集流量控制阀流量数据，将所述流量控制阀流量数据发送至流量控制模块；
所述转速采集单元采集底板转速数据，将所述底板转速数据发送至流量控制模块；
所述流量控制模块将接收到的钢包内钢水温度数据、料管内钢水温度数据、流量控制阀流量流量数据、底板转速数据合并生成控制数据，并根据控制数据控制所述流量控制阀工作。


4.如权利要求3所述的用于钢锭生产的4D打印系统，其特征在于，还包括，升降控制单元、转动控制单元和XY轴移动控制单元；
所述升降控制单元采集升降参数，将所述升降参数发送至打印设备控制模块；
所述转动控制单元采集转速参数，将所述转速参数发送至打印设备控制模块；
所述XY轴移动控制单元采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国祥，缪志刚，张辉，臧国荣，李光彩，
申请(专利权)人：三鑫重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32