一种电子束增材制造设备及方法技术

本发明专利技术涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种电子束增材制造设备及方法。本发明专利技术提供的电子束增材制造设备包括真空成形室、成形台装置、粉料供应装置、电子束发射装置以及多级偏转装置，其中，成形台装置和粉料供应装置均位于真空成形室内，粉料供应装置用于将粉料铺设到成形台装置的成形区域内，多级偏转装置用于将电子束发射装置发射的电子束依次偏转分配至成形区域的各个分区上，以在成形区域上成形实体零件。本发明专利技术提供的电子束增材制造方法应用于上述电子束增材制造设备，在不损失电子束质量的前提下显著提升了成形区域的范围，仅通过一个电子束发射装置便满足了对大尺寸实体零件制造的需求。零件制造的需求。零件制造的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种电子束增材制造设备及方法


[0001]本专利技术涉及增材制造
，尤其涉及一种电子束增材制造设备及方法。

技术介绍

[0002]电子束选区熔化是典型的增材制造工艺，在复杂结构和特殊材料的三维成形方面具有很大的优势。电子束选区熔化工艺采用高能电子束作为热源，逐层烧结或熔化粉料，使粉料逐层堆积成形。
[0003]目前，通过电子束选区熔化工艺进行成形制造的电子束增材制造设备通常通过电磁偏转的方式来实现电子束对成形区域的覆盖。电磁偏转时偏转角的角度越大，电子束对成形区域覆盖的面积也就越大。但是，电子光学原理表明，当采用电磁偏转时偏转角度越大，束斑的偏转像差越大，其次，偏转角度越大，边缘位置的电子束截面会发生更严重的几何畸变，从而降低了电子束的质量，影响了成形实体零件的质量。上述现象限制了电子束选区熔化设备成形幅面的进一步拓展。
[0004]因此，亟需专利技术一种电子束增材制造设备及方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种电子束增材制造设备及方法，以在不损失电子束质量的前提下提升成形区域的范围，满足对大尺寸实体零件制造的需求。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种电子束增材制造设备，包括真空成形室、成形台装置以及粉料供应装置，所述成形台装置和所述粉料供应装置均位于所述真空成形室内，所述粉料供应装置被配置为将粉料铺设到所述成形台装置的成形区域内，所述电子束增材制造设备还包括：电子束发射装置以及多级偏转装置，所述多级偏转装置被配置为将所述电子束发射装置发射的电子束依次偏转分配至所述成形区域的各个分区上，以在所述成形区域上成形实体零件。
[0007]作为优选方案，所述多级偏转装置包括一级偏转组件以及二级偏转组件，所述一级偏转组件与所述电子束发射装置正对设置，每个所述分区中心区域的上方均对应设置有一个所述二级偏转组件，所述一级偏转组件被配置为将所述电子束发射装置发射的电子束依次偏转照射至各个所述二级偏转组件上，以使所述二级偏转组件将所述一级偏转组件偏转照射的所述电子束扫射到对应的所述分区上。
[0008]作为优选方案，所述二级偏转组件包括正对设置的调节偏转件以及扫描偏转件，所述调节偏转件被配置为将所述一级偏转组件偏转照射的所述电子束垂直照射到所述扫描偏转件上，所述扫描偏转件被配置为将所述调节偏转件照射的所述电子束扫射到对应的所述分区上。
[0009]作为优选方案，所述一级偏转组件和/或所述二级偏转组件为偏转线圈。
[0010]作为优选方案，相邻两个所述二级偏转组件对应扫射的所述分区部分重叠。
[0011]作为优选方案，所述粉料供应装置包括：料箱，设置在所述成形台装置的上方，被配置为将盛放的所述粉料供给至所述成形台装置的上表面上；以及铺料组件，所述铺料组件能够相对所述成形台装置的上表面往复移动，以将所述成形台装置上表面的所述粉料平铺在所述成形台装置的所述成形区域内。
[0012]一种电子束增材制造方法，应用于如上所述的电子束增材制造设备，包括如下步骤：所述电子束发射装置发射大束流散焦电子束，并通过所述多级偏转装置依次对各个所述分区进行扫描，以使各个所述分区内的粉料产生烧结；所述电子束发射装置发射聚焦电子束，并通过所述多级偏转装置依次对各个所述分区的截面轮廓进行扫描，以使各个所述分区截面轮廓上的粉料熔化；所述电子束发射装置发射的所述聚焦电子束通过所述多级偏转装置依次对各个所述分区的截面内部进行填充扫描，以使各个所述分区截面内部的粉料熔化。
[0013]作为优选方案，所述多级偏转装置依次沿着截面内部的各个平行扫描线对截面内部进行填充扫描。
[0014]作为优选方案，当所述多级偏转装置依次对各个所述分区的截面内部进行填充扫描时，每个所述分区内部的填充扫描线相互平行且交错排布。
[0015]作为优选方案，当所述多级偏转装置依次对各个所述分区的截面内部进行填充扫描时，相邻两个所述分区内部的填充扫描线相互垂直排布。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的电子束增材制造设备，通过设置多级偏转装置，并且多级偏转装置用于将电子束发射装置发射的电子束依次偏转分配至成形区域的各个分区上，在不损失电子束质量的前提下显著提升了成形区域的范围，在保证成形实体零件质量的前提下，仅通过一个电子束发射装置便满足了对大尺寸实体零件制造的需求。
[0017]本专利技术提供的电子束增材制造方法，应用于上述电子束增材制造设备，在不损失电子束质量的前提下显著提升了成形区域的范围，在保证成形实体零件质量的前提下，仅通过一个电子束发射装置便满足了对大尺寸实体零件制造的需求。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例一提供的电子束增材制造设备的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的成形区域的结构示意图；图3是本专利技术实施例二提供的电子束增材制造设备的结构示意图；图4是本专利技术实施例二提供的成形区域的结构示意图；图5是本专利技术实施例三提供的电子束增材制造方法的流程图；图6是本专利技术实施例三提供的成形区域填充扫描线的结构示意图；图7是本专利技术实施例四提供的成形区域填充扫描线的结构示意图；图8是本专利技术实施例五提供的成形区域填充扫描线的结构示意图。
[0019]图中：100、电子束增材制造设备；200、实体零件；
1、真空成形室；2、成形台装置；21、工作平台；22、成形缸；221、粉末床；23、升降组件；3、粉料供应装置；31、料箱；32、铺料组件；4、电子束发射装置；5、多级偏转装置；51、一级偏转组件；52、二级偏转组件；521、调节偏转件；522、扫描偏转件。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0021]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元组件内部的连通或两个元组件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0022]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0023]在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的设备或元组件必须具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子束增材制造设备，包括真空成形室（1）、成形台装置（2）以及粉料供应装置（3），所述成形台装置（2）和所述粉料供应装置（3）均位于所述真空成形室（1）内，所述粉料供应装置（3）被配置为将粉料铺设到所述成形台装置（2）的成形区域内，其特征在于，所述电子束增材制造设备还包括：电子束发射装置（4）以及多级偏转装置（5），所述多级偏转装置（5）被配置为将所述电子束发射装置（4）发射的电子束依次偏转分配至所述成形区域的各个分区上，以在所述成形区域上成形实体零件（200）。2.根据权利要求1所述的电子束增材制造设备，其特征在于，所述多级偏转装置（5）包括一级偏转组件（51）以及二级偏转组件（52），所述一级偏转组件（51）与所述电子束发射装置（4）正对设置，每个所述分区中心区域的上方均对应设置有一个所述二级偏转组件（52），所述一级偏转组件（51）被配置为将所述电子束发射装置（4）发射的电子束依次偏转照射至各个所述二级偏转组件（52）上，以使所述二级偏转组件（52）将所述一级偏转组件（51）偏转照射的所述电子束扫射到对应的所述分区上。3.根据权利要求2所述的电子束增材制造设备，其特征在于，所述二级偏转组件（52）包括正对设置的调节偏转件（521）以及扫描偏转件（522），所述调节偏转件（521）被配置为将所述一级偏转组件（51）偏转照射的所述电子束垂直照射到所述扫描偏转件（522）上，所述扫描偏转件（522）被配置为将所述调节偏转件（521）照射的所述电子束扫射到对应的所述分区上。4.根据权利要求2所述的电子束增材制造设备，其特征在于，所述一级偏转组件（51）和/或所述二级偏转组件（52）为偏转线圈。5.根据权利要求2～4任一项所述的电子束增材制造设备，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜琨，阚文斌，刘利，
申请(专利权)人：北京清研智束科技有限公司，
类型：发明
国别省市：