一种增材制造装置及方法制造方法及图纸

本公开实施例是关于一种增材制造装置及方法，包括成形仓、成形基板、电子束热源、粉料仓组、可移动送粉单元及控制单元。本发明专利技术因高真空洁净的环境降低了打印零件中的杂质含量，防止因杂质浓度过高导致的脆性问题恶化，而且采用多个粉料仓及可移动送粉单元，解决了双金属或多金属难加工的难题。同时可直接成形具有复杂形状的双金属构件，无需后续机加工与热处理，提高了材料的利用率，相比传统的加工工艺，极大地缩短了制造周期，节约了成本。而且在熔化结合界面是采用多次多层的扫描方式，有利于增加结合处的结合强度。增加结合处的结合强度。增加结合处的结合强度。

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造装置及方法


[0001]本公开实施例涉及金属增材制造
，尤其涉及一种增材制造装置及方法。

技术介绍

[0002]双金属/多金属复合材料是由两层或多层金属合金组合而成的，因兼并两种金属或多种金属的优点而具有广泛的使用性以及工艺性能，因其特殊的结构与性能，可以在实际生产中取代价格昂贵的材料或者稀缺金属。现如今已有很多双金属材料已投入生产中，例如钢板、钢筋、钢丝、钢管等。在金属材料的选择上，主要受力的构件一般都为厚度较大的金属组成，为了节约成本，主要受力的基体材料会选择较便宜的金属。根据对双金属材料/多金属材料的需求来选择不同的镀层作为另一种材料，一般镀层金属均为较珍贵或较稀有的金属材料制成，从而实现双金属材料所需的性能指标，如较强的耐磨性、耐腐蚀性或者较高的机械强度等。
[0003]现有的双金属/多金属加工技术有现有爆炸复合技术、轧制复合法、粉末冶金法等，首先第一由于加工方法的复杂性导致加工工艺较为繁琐，生产效率较低、成本较高；第二，大部分方法无法直接成形产品零件，需要通过焊接的方法实现整体结构件的成形，焊接中由于材料的差异导致焊接接头处性能复杂；第三采用传统方法很容易使双金属或多金属结合界面成为整个材料或结构件最薄弱的地方。现有的激光选区熔化技术，由于能量源为激光，很难成形难熔金属材料，而对于一些性能较好的结构件往往会采用难熔金属作为第二金属，同时激光打印零件残余应力较多，不利于成形脆性材料，并且由于双金属间线膨胀系数差异可能会很大，这样更容易出现应力集中，而导致结构件质量变差，影响产品成品率。
[0004]因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。
[0005]需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

技术实现思路

[0006]本公开实施例的目的在于提供一种增材制造装置及方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
[0007]根据本公开实施例的第一方面，提供一种增材制造装置，包括：成形仓，内部为真空环境；成形基板，设置在所述成形仓内；电子束热源，设置于所述成形仓上方，用于提供热源；粉料仓组，至少包括两个粉料仓，分别设置在所述成形仓周侧，用于提供粉末；可移动送粉单元，设置于所述电子束热源的一侧，所述可移动送粉单元内设置至少两个精准粉料仓，用于对预设选区进行铺粉；控制单元，用于控制所述电子束热源、所述粉料仓组和所述可移动送粉单元。
[0008]本公开的一实施例中，所述粉料仓组有三个，包括第一粉料仓、第二粉料仓和第三粉料仓，所述第一粉料仓设置于成形仓的第一侧，用于设置第一粉末，所述第二粉料仓设置于成形仓的第二侧，用于设置第二粉末，所述第三粉料仓设置于所述第一粉料仓或第二粉料仓上方，用于设置第三粉末。
[0009]本公开的一实施例中，所述第三粉料仓内设置有震动单元，用于使所述第三粉料仓通过震动方式出粉。
[0010]本公开的一实施例中，所述可移动送粉单元设置有三个精准粉料仓，包括第一精准粉料仓、第二精准粉料仓及第三精准粉料仓，所述第一精准粉料仓、所述第二精准粉料仓及所述第三精准粉料仓分别设置所述第一粉末、所述第二粉末及所述第三粉末。
[0011]本公开的一实施例中，还包括吸粉单元，设置在所述可移动送粉单元上。
[0012]本公开的一实施例中，所述成形基板底部设置有成形基板升降单元，用于调整所述成形基板的水平高度以调整铺粉厚度，所述铺粉厚度为0.03mm~0.1mm。
[0013]根据本公开实施例的第二方面，还提供了一种增材制造方法，应用于上述任一项所述的增材制造装置，该方法包括：获取待打印零件模型的每层切片数据；根据所述切片数据，使用所述粉料仓组铺设粉末，使用所述可移动送粉单元在所述成型平台进行铺粉及所述预设选区铺粉。
[0014]本公开的一实施例中，将打印时混合的粉末根据不同的粒度进行粒度分配。
[0015]本公开的一实施例中，所述可移动送粉单元铺粉之前，先使用吸粉单元将预设选区内粉末吸走，所述吸粉单元可控制吸力大小，所述吸粉选区精度能达到0.02~0.05mm。
[0016]本公开的一实施例中，打印到过度层面时，所述电子束热源顺时针转向扫描且连续的两次扫描的夹角为45
°
~90
°
，所述过渡层面预设为m层，每层需预设扫描n次，其中，m=2~4，n=1~3。
[0017]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开的实施例中，本专利技术以电子束为能量源，利用其能量密度高、利用率高的优势，保证一些难熔金属、脆性材料成形的高致密度，利用电子束热源快速扫描特点，对成形基板进行预热，保证极高的零件成形温度，有利于减少不同材料由于热膨胀系数不同而导致其冷却产生残余应力过大，导致零件产生较多缺陷，极大规避了变形开裂风险。高真空洁净的环境降低了打印零件中的杂质含量，防止因杂质浓度过高导致的脆性问题恶化，而且采用多个粉料仓及可移动送粉单元，解决了双金属或多金属难加工的难题。同时可直接成形具有复杂形状的双金属构件，无需后续机加工与热处理，提高了材料的利用率，相比传统的加工工艺，极大地缩短了制造周期，节约了成本，在熔化结合界面是采用多次多层的扫描方式，有利于增加结合处的结合强度；本专利技术采用优化的粉末粒度分配、回收技术，提高了粉末增材制造适用性和打印质量。
附图说明
[0018]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据
这些附图获得其他的附图。
[0019]图1示出本公开示例性实施例中一种增材制造装置的示意图；图2示出本公开示例性实施例中增材制造方法流程图；图3示出本公开示例性实施例中筛粉单元示意图；图4示出本公开示例性实施例中一种预热区域示意图；图5示出本公开示例性实施例中粉末分级示意图；图6示出本公开示例性实施例中过渡层及扫描方式示意图。
[0020]100、成形仓；110、成形基板；120、成形平台；130、成形基板升降单元；200、电子束热源；310、第一粉料仓；320、第二粉料仓；330、第三粉料仓；331、震动单元；400、可移动送粉单元；410、第一精准粉料仓；420、第二精准粉料仓；430、第三精准粉料仓；510、第一刮刀单元；520、第二刮刀单元；610、第一落粉单元；620、第二落粉单元；710、第一升降单元；720、第二升降单元；800、吸粉单元；900、控制单元。
具体实施方式
[0021]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增材制造装置，其特征在于，包括：成形仓，内部为真空环境；成形基板，设置在所述成形仓内；电子束热源，设置于所述成形仓上方，用于提供热源；粉料仓组，至少包括两个粉料仓，分别设置在所述成形仓周侧，用于提供粉末；可移动送粉单元，设置于所述电子束热源的一侧，所述可移动送粉单元内设置至少两个精准粉料仓，用于对预设选区进行铺粉；控制单元，用于控制所述电子束热源、所述粉料仓组和所述可移动送粉单元。2.根据权利要求1所述增材制造装置，其特征在于，还包括吸粉单元，设置在所述可移动送粉单元中，用于吸取所述预设选区的粉末。3.根据权利要求1所述增材制造装置，其特征在于，所述粉料仓组有三个，包括第一粉料仓、第二粉料仓和第三粉料仓，所述第一粉料仓设置于成形仓的第一侧，用于设置第一粉末，所述第二粉料仓设置于成形仓的第二侧，用于设置第二粉末，所述第三粉料仓设置于所述第一粉料仓或第二粉料仓上方，用于设置第三粉末。4.根据权利要求3所述增材制造装置，其特征在于，所述第三粉料仓内设置有震动单元，用于使所述第三粉料仓通过震动方式出粉。5.根据权利要求4所述增材制造装置，其特征在于，所述可移动送粉单元设置有三个精准粉料仓，包括第一精准粉料仓、第二精准粉料仓及第三精准粉料仓，所述第一精准粉料...

【专利技术属性】
技术研发人员：程康康，朱纪磊，李会霞，车倩颖，王宇，贺卫卫，向长淑，
申请(专利权)人：西安赛隆金属材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：