一种用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置制造方法及图纸

一种用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置，涉及一种用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置。目的是解决现有激光熔化沉积设备成形过程中易产生定向凝固组织的问题。装置由基板、控温板、风冷仓、水冷仓、固定基座和超声振子构成。本发明专利技术装置在激光熔化沉积成形过程中产生高频超声场，实现成形制品组织的均匀化与晶粒细化，提高激光熔化沉积制品的强度。同时，本发明专利技术通过在基板下方设置有可调节温度的控温板，实现了基板温度的可调节。本发明专利技术适用于激光熔化沉积成形。用于激光熔化沉积成形。用于激光熔化沉积成形。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置


[0001]本专利技术涉及金属激光熔化沉积成形设备
，具体涉及一种用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置。

技术介绍

[0002]随着绿色可持续发展理念的不断深入，3D打印技术以其特有的增材成形方式，极大地减少了原料的浪费，成为一种极具发展前景的先进制造技术。激光熔化沉积技术作为3D打印技术在金属领域的一个重要发展方向，采用激光同轴送粉的工作方式，在电脑控制下，逐道、逐层实现金属制品的成形。在激光熔化沉积设备工作过程中，金属粉末与保护气同步从激光熔化沉积设备的喷嘴喷射而出，金属粉末在保护气氛围下进行熔化与凝固。采用现有激光熔化沉积设备成形的金属零件内部存在大量呈定向排布的长条状晶体组织，导致零件在垂直于定向组织方向受力时存在明显脆性。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决现有激光熔化沉积设备成形过程中易产生定向凝固组织的问题，提出一种用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置。
[0004]本专利技术用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置由基板、控温板、风冷仓、水冷仓、固定基座和超声振子构成；
[0005]基板设置在控温板的上表面且通过螺栓固定连接；风冷仓设置在控温板下方，风冷仓的底板为固定基座，风冷仓的侧壁开有通风口，通风口内设置有风扇；水冷仓设置在风冷仓内，水冷仓的底板与风冷仓的内壁固接；水冷仓的顶板上设置有多个通孔，每个通孔下方的水冷仓的底板上设置有安装孔，风冷仓中设置有数个超声振子，超声振子下端为超声波换能器，上端为与超声波换能器固接的变幅杆，变幅杆上端部为螺纹杆；变幅杆中部设置有环形凸缘；变幅杆依次穿过水冷仓的底板的安装孔、水冷仓顶板的通孔和风冷仓的顶板上设置的阶梯孔，变幅杆上端部的螺纹杆旋入至控温板的下表面，变幅杆设置在水冷仓内，超声波换能器设置在风冷仓内，水冷仓的底板上设置的安装孔与超声振子之间设置有密封组件，超声振子的环形凸缘设置在风冷仓的顶板上设置的阶梯孔内；
[0006]所述密封组件由橡胶套、压板和密封胶带构成，压板为环形，水冷仓的底板上表面安装孔的周围设置有环形的防漏凹槽，橡胶套套设在变幅杆下部，橡胶套的上部设置在防漏凹槽内且通过压板和螺栓固定；橡胶套的下部与变幅杆通过密封胶带缠绕密封；
[0007]控温板为中空平板，控温板内设置有制冷液循环管和电阻丝，制冷液循环管和电阻丝均呈蛇形排布在控温板内；制冷液循环管的进液端与制冷液箱的出液口连接，制冷液循环管的出液端与制冷液箱的进液口连接；控温板上表面设置有多个控温板温度传感器；控温板外部设置有控温板温度控制器，控温板温度控制器设置在控温板控制箱内；电阻丝的两端分别与电源的两极连接，电阻丝的一端设置有控制开关；水冷仓上设置有冷却水进水管和冷却水回水管，冷却水进水管和冷却水回水管分别与冷却水箱的进水口和出水口连
接。
[0008]本专利技术原理及有益效果为：
[0009]1、本专利技术装置中，超声振子安装在控温板下方，超声波换能器能够产生超声振动，变幅杆能够增大超声波振幅，超声振子的变幅杆浸泡在水冷仓内，超声振子的超声波换能器处于风冷仓中，如此设置能够防止来自基板的热量和超声波换能器自身产热导致超声波换能器损坏，提高了使用效果，延长了使用寿命。
[0010]2、本专利技术在激光熔化沉积成形过程中，超声振子在基板表面产生高频超声场，超声波被原位加载到激光熔化沉积过程中，超声波的高频率振动在熔池内部产生声压场，加速激光熔化沉积过程中熔池内部熔质流动，并破碎凝固枝晶，搅拌熔质，实现成形制品组织的均匀化与晶粒细化，提高激光熔化沉积制品的强度。
[0011]3、本专利技术通过在基板下方安装有可变温度的控温板，实现了基板温度的控制。热电阻丝可起到加热保温作用，能够对基板进行预热，并使基板处于某一温度范围内，有效的降低了激光熔化沉积制件因温度梯度较大而发生开裂的几率。基板内设置的制冷液管能够将制冷液导入到控温板内，降低控温板和基板的温度，满足低温环境下的激光熔化沉积成形要求。
[0012]4、本专利技术通过在控温板温度控制箱和冷却水循环控制箱内设置冷却水进水泵、冷却水出水泵、制冷液进水泵和制冷液出水泵，充分利用了冷媒的冷却作用，起到了节约资源的作用。
附图说明
[0013]图1为实施例1中用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置的结构示意图；
[0014]图2为实施例1中超声振子6与安装孔之间的密封组件处放大图；
[0015]图3为实施例1中水冷仓4的底板上表面的防漏凹槽6
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4的结构示意图；
[0016]图4为实施例1中控温板2上表面的结构示意图；
[0017]图5为实施例1中控温板2的温度控制部分连接示意图；
[0018]图6为实施例1中橡胶套6
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3的主视图；
[0019]图7为图6的俯视图。
具体实施方式
[0020]本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
[0021]具体实施方式一：本实施方式用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置由基板1、控温板2、风冷仓3、水冷仓4、固定基座5和超声振子6构成；
[0022]基板1设置在控温板2的上表面且通过螺栓固定连接；风冷仓3设置在控温板2下方，风冷仓3的底板5为固定基座，风冷仓3的侧壁开有通风口，通风口内设置有风扇7；水冷仓4设置在风冷仓3内，水冷仓4的底板与风冷仓3的内壁固接；水冷仓4的顶板上设置有多个通孔，每个通孔下方的水冷仓4的底板上设置有安装孔，风冷仓3中设置有数个超声振子6，超声振子6下端为超声波换能器6
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1，上端为与超声波换能器6
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1固接的变幅杆6
‑
2，变幅杆6
‑
2上端部为螺纹杆；变幅杆6
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2中部设置有环形凸缘6
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5；变幅杆6
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2依次穿过水冷仓4的底
板的安装孔、水冷仓4顶板的通孔和风冷仓3的顶板上设置的阶梯孔，变幅杆6
‑
2上端部的螺纹杆旋入至控温板2的下表面，变幅杆6
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2设置在水冷仓4内，超声波换能器6
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1设置在风冷仓3内，水冷仓4的底板上设置的安装孔与超声振子6之间设置有密封组件，超声振子6的环形凸缘6
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5设置在风冷仓3的顶板上设置的阶梯孔内；
[0023]所述密封组件由橡胶套6
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3、压板6
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6和密封胶带6
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7构成，压板6
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6为环形，水冷仓4的底板上表面安装孔的周围设置有环形的防漏凹槽6
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4，橡胶套6
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3套设在变幅杆6
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2下部，橡胶套6
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3的上部设置在防漏凹槽6
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4内且通过压板6
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6和螺栓固定；橡胶套6
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置，其特征在于：用于激光熔化沉积成形的超声原位加载装置由基板(1)、控温板(2)、风冷仓(3)、水冷仓(4)、固定基座(5)和超声振子(6)构成；基板(1)设置在控温板(2)的上表面且通过螺栓固定连接；风冷仓(3)设置在控温板(2)下方，风冷仓(3)的底板(5)为固定基座，风冷仓(3)的侧壁开有通风口，通风口内设置有风扇(7)；水冷仓(4)设置在风冷仓(3)内，水冷仓(4)的底板与风冷仓(3)的内壁固接；水冷仓(4)的顶板上设置有多个通孔，每个通孔下方的水冷仓(4)的底板上设置有安装孔，风冷仓(3)中设置有数个超声振子(6)，超声振子(6)下端为超声波换能器(6
‑
1)，上端为与超声波换能器(6
‑
1)固接的变幅杆(6
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2)，变幅杆(6
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2)上端部为螺纹杆；变幅杆(6
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2)中部设置有环形凸缘(6
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5)；变幅杆(6
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2)依次穿过水冷仓(4)的底板的安装孔、水冷仓(4)顶板的通孔和风冷仓(3)的顶板上设置的阶梯孔，变幅杆(6
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2)上端部的螺纹杆旋入至控温板(2)的下表面，变幅杆(6
‑
2)设置在水冷仓(4)内，超声波换能器(6
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1)设置在风冷仓(3)内，水冷仓(4)的底板上设置的安装孔与超声振子(6)之间设置有密封组件，超声振子(6)的环形凸缘(6
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5)设置在风冷仓(3)的顶板上设置的阶梯孔内；所述密封组件由橡胶套(6
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3)、压板(6
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6)和密封胶带(6
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7)构成，压板(6
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6)为环形，水冷仓(4)的底板上表面安装孔的周围设置有环形的防漏凹槽(6
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4)，橡胶套(6
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3)套设在变幅杆(6
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2)下部，橡胶套(6
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3)的上部设置在防漏凹槽(6
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4)内且通过压板(6
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6)和螺栓固定；橡胶套(6
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3)的下部与变幅杆(6
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2)通过密封胶带(6
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7)缠绕密封；控温板(2)为中空平板，控温板(2)内设置有制冷液循环管(9)和电阻丝(10)，制冷液循环管(9)和电阻丝(10)均呈蛇形排布在控温板(2)内；制冷液循环管(9)的进液端与制冷液箱(8)的出液口连接，制冷液循环管(9)的出液端与制冷液箱(8)的进液口连接；控温板(2)上表面设置有多个控温板温度传感器(22)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永江，赵文杰，吕云卓，胡伟华，陆毅，李红革，宁志良，姜思达，孙剑飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：