【技术实现步骤摘要】
一种高温整体预热辅助增材制造装置及方法
本专利技术属于增材制造
，涉及一种高温整体预热辅助增材制造装置及方法。
技术介绍
增材制造技术的出现为复杂构件的高效制备提供了新的选择，该技术工艺简单、成本低廉，可极大提高制备效率；增材制造技术摆脱了模具限制，可轻易实现任意复杂形状构件及功能梯度构件的制备。然而，由于增材制造过程中激光/电子束等高能束形成的熔池具备极高的冷却速率和温度梯度，因此构件成形过程中存在较大的成形热应力，极易造成构件的开裂和翘曲变形。高温预热可降低成形过程中的冷却速率及温度梯度，减小成形构件中的残余应力，是当前效果较好的增材制造辅助手段。专利CN201610284077.5报道了一种激光选区熔化电磁感应立体加热系统，利用电感线圈加热石墨块，石墨块中热量经过传导实现构件加工平面区域的立体加热。预热系统降低了激光选区熔化熔池冷却凝固速率及加工层间温度梯度，减小构件内残余应力。但所述电磁感应立体加热装置中电感线圈位于加工平面，仅对熔池区域预热导致整体构件温度分布不均匀，预热效果有限且不适用于大尺寸构件的...
【技术保护点】
1.一种高温整体预热辅助增材制造装置，其特征在于，包括高温腔体(5)、增材沉积头(2)、驱动机构(10)、基体支撑平台(13)、成形基板(14)、基体支撑杆(9)、腔体上部绝热防护罩(4)、腔体下部绝热防护罩(8)、加热元件(7)、中央控制器(11)和高温热电偶(12)；所述的高温腔体(5)固定于承重架(6)上，高温腔体(5)的顶部设有增材沉积头(2)，底部设有驱动机构(10)，内部设有基体支撑平台(13)及成形基板(14)；驱动机构(10)与基体支撑平台(13)之间通过基体支撑杆(9)连接，通过驱动机构(10)调控成形基板(14)与增材沉积头(2)之间的相对运动完成扫描路...
【技术特征摘要】
1.一种高温整体预热辅助增材制造装置，其特征在于，包括高温腔体(5)、增材沉积头(2)、驱动机构(10)、基体支撑平台(13)、成形基板(14)、基体支撑杆(9)、腔体上部绝热防护罩(4)、腔体下部绝热防护罩(8)、加热元件(7)、中央控制器(11)和高温热电偶(12)；所述的高温腔体(5)固定于承重架(6)上，高温腔体(5)的顶部设有增材沉积头(2)，底部设有驱动机构(10)，内部设有基体支撑平台(13)及成形基板(14)；驱动机构(10)与基体支撑平台(13)之间通过基体支撑杆(9)连接，通过驱动机构(10)调控成形基板(14)与增材沉积头(2)之间的相对运动完成扫描路径变化，实现复杂形状构件的高温整体预热辅助增材制造；
所述的高温腔体(5)上侧设有腔体上部绝热防护罩(4)，下侧设有腔体下部绝热防护罩(8)，防护罩分别与增材沉积头(2)及基体支撑杆(9)紧密接触以保证密封性；
所述的高温腔体(5)内壁设有加热元件(7)，加热元件(7)与中央控制器(11)连接，通过调整输出功率控制预热温度及升温速率，实现对成形构件(15)高温整体实时预热缓冷；
所述的高温腔体(5)内部设有实时监测腔内温度的高温热电偶(12)，高温热电偶(12)中央控制器(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种高温整体预热辅助增材制造装置，其特征在于，所述的高温腔体(5)内、外壁之间设有降低温度的冷却装置(16)。
3.根据权利要求1所述的一种高温整体预热辅助增材制造装置，其特征在于，增材沉积头(2)与腔体上部绝热防护罩(4)之间设有增材沉积头防热保护罩(3)，此时，增材沉积头防热保护罩(3)与腔体上部绝热防护罩(4)之间紧密接触。
4.根据权利要求1所述的一种高温整体预热辅助增材制造装置，其特征在于，所述的增材沉积头(2)实现Y向运动时，驱动机构(10)带动成形基板(14)实现X与Z向运动；所述的增材沉积头(2)实现X向运动时，驱动机构(10)带动成形基板(14)实现Y与Z向运动；所述的增材沉积头(2)实现X与Y向运动时，驱动机构(10)带动成形基板(14)实现Z向运动。
5.根据权利要求1所述的一种高温整体预热辅助增材制造装置，其特征在于，所述的成形构件(15)为金属构件、陶瓷构件、金属/陶瓷复合构件或金属间化合物构件；所述的增材沉积头(2)为激光头、电弧焊枪、电子枪、等离子枪或激光-电弧复合沉积头...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴东江，黄云飞，牛方勇，马广义，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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