冷喷涂沉积3D打印去除支撑金属的方法与设备技术

本发明专利技术涉及一种冷喷涂沉积3D打印去除支撑金属的方法与设备，方法包括如下步骤：步骤一安装工件和平衡块；步骤二加热熔化支撑金属；步骤三用离心力去除支撑金属；设备包括：加热炉、旋转机构、转盘机构及控制系统；所述加热炉包括炉架、炉门、加热元件及保温材料；所述旋转机构包括减速电机、传动轴、安装套筒及端盖；所述转盘机构包括转盘、工件、平衡块、接料盘及四块挡板；所述控制系统包括控制器、温度传感器及振动传感器。其具有依靠工件旋转产生的离心力去除支撑金属，去除效率高，而且避免现有方法因液态的支撑金属与固态的模型金属出现浸润而很难完全清除、出现流挂等问题，对于一些形状复杂的工件，效果更为明显等优点。

【技术实现步骤摘要】
冷喷涂沉积3D打印去除支撑金属的方法与设备
本专利技术涉及一种冷喷涂沉积3D打印去除支撑金属的方法与设备。
技术介绍
金属冷喷涂沉积成型方法起源自冷喷涂技术(ColdGasDynamicSpray，CGDS)，它是将高压气体(氮气、氦气、空气或混合气体等)直接或经过气体加热器进入缩放的拉瓦尔喷嘴，形成超音速气流，从而带动粉末粒子(5～50μm)在低温(一般低于600℃)下进入拉瓦尔喷嘴，经拉瓦尔喷嘴加速后以极高的速度(300～1200m/s)碰撞基板，使颗粒发生强烈的塑性变形，其动能转变成为热能,从而沉积在基体表面。冷喷涂沉积成型具有颗粒温度低、成型过程颗粒始终保持固态、沉积层致密、孔隙率低、沉积速度快等多个优点。由于金属冷喷涂沉积成型过程中基材与喷射的金属颗粒均保持固态，因此基于冷喷涂沉积成型的金属3D打印技术具有一个很重要的优点，就是较容易实现两种以上的不同金属材料的沉积成型，这是其他金属3D打印方法较难做到的，利用这一特点，用熔点较高的金属做模型材料，用熔点较低的金属做支撑材料，成型后通过加热去除支撑材料，从而实现复杂工件的打印成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用离心力高效去除冷喷涂沉积3D打印支撑金属的方法，其特征在于包括如下步骤：/n步骤一 安装工件和平衡块/n将三块挡板（25）卡装接料盘（24）上，三块挡板（25）分别位于/n接料盘（24）的左侧、右侧及后侧；/n将打印好的工件（19）安装在转盘（15）上并固定；/n调整平衡块（20）在转盘（15）上的位置，直到转盘（15）转动时/n控制器（25）检测到炉架（1）的振动位移值不超过0.5mm后，将平衡块（20）进行固定；/n将第四块挡板（25）卡装在接料盘（24）上，第四块挡板（25）/n位于接料盘（24）的前侧；/n步骤二 加热熔化支撑金属/n① 通过控制器（25）开启加热，使炉温升...

【技术特征摘要】
1.一种利用离心力高效去除冷喷涂沉积3D打印支撑金属的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一安装工件和平衡块
将三块挡板（25）卡装接料盘（24）上，三块挡板（25）分别位于
接料盘（24）的左侧、右侧及后侧；
将打印好的工件（19）安装在转盘（15）上并固定；
调整平衡块（20）在转盘（15）上的位置，直到转盘（15）转动时
控制器（25）检测到炉架（1）的振动位移值不超过0.5mm后，将平衡块（20）进行固定；
将第四块挡板（25）卡装在接料盘（24）上，第四块挡板（25）
位于接料盘（24）的前侧；
步骤二加热熔化支撑金属
①通过控制器（25）开启加热，使炉温升至Tr=Tm+（50-80）℃，Tm为支撑金属（191）的熔点；
②保持温度在Tr±10℃30-60分钟，使支撑金属（191）熔化，并逐渐滴落接料盘（24）内；
步骤三用离心力去除支撑金属
①启动减速电机（6），带动转盘（15）转动，并使转盘（15）逐渐加速至200-600r/min；
②在旋转产生的离心力作用下，工件（19）表面附着的液态支撑金属（191）被迅速甩出去，转盘（15）旋转3-5分钟后停止转动；
步骤四工件后处理
①松开工件（19）及平衡块（20），卸下工件（19）；
②对工件表面进行清理。


2.根据权利要求1所述的利用离心力高效去除冷喷涂沉积3D打印支撑金属的方法，其特征在于当所述振动传感器（27）检测到炉架（1）的振动位移值超过1.5mm时，控制系统对减速电机（6）进行紧急制动，待重新调整平衡块（20）位置后再启动。


3.一种利用离心力高效去除冷喷涂沉积3D打印支撑金属的设备，其特征在于包括：
加热炉；所述加热炉包括炉架（1）、炉门（2）、加热元件（3）及保温材料（4）；在所述炉架（1）中设有加热腔室（1a），所述炉门（2）安装在加热腔室（1a）的开口处从而打开或关闭加热腔室（1a），所述保温材料（4）包裹加热腔室（1a），所述加热元件（3）位于加热腔室（1a）外壁处从而对加热腔室（1a）加热；
旋转机构；所述旋转机构包括减速电机（6）、传动轴（9）、安装套筒（10）及端盖（11）；所述安装套筒（10）安装在炉架（1）上，所述减速电机（6）安装在安装套筒（10）的支座上，所述传动轴（9）安装在安装套筒（10）中，且传动轴（9）的下部穿过炉架（1）、保温材料（4）及加热腔室（1a）后位于加热腔室（1a）中，减速电机（6）的输出端与传动轴（9）的上部连接从而带动传动轴（9）转动，所述端盖（11）盖在安装套筒（10）的上开口处使传动轴（9）轴向定位；
转盘机构；所述转盘机构包括转盘（15）、工件（19）、平衡块（20）、接料盘（24）及四块挡板（25）；转盘（15）安装在传动轴（9）的下部从而使传动轴（9）带动转盘（15）转动；工件（19）和平衡块（20）紧固在转盘（15）上并位于转盘（15）的两侧部，所述转盘（15）的盘面...

【专利技术属性】
技术研发人员：许中明，杨亘，王鸿博，黄学能，
申请(专利权)人：顺德职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44