【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于搅拌摩擦增材制造，具体涉及一种金属/多梯度热塑性复合材料的多材料梯度搅拌摩擦增材制造系统及方法。
技术介绍
1、搅拌摩擦沉积增材(afsd)技术是一种新兴的固相增材技术，该技术通过搅拌头的摩擦产热和塑性变形做功，使得材料塑性软化，按照计算机设定的沉积路径逐层堆积成形。增材过程中材料不发生熔化，因此无孔隙、热裂纹等熔化缺陷，能弥补熔覆增材的固有缺陷，并且增材效率高，适用于大尺寸零件的增材制造；同时增材过程中对环境要求低，理论上在真空、水下均可进行，在环境友好型方面，不产生污染性气体，绿色环保。目前，搅拌摩擦增材制造技术已经应用于金属材料增材制造领域、复合材料增材制造领域等。
2、热塑性复合材料具有抗疲劳性能好、高比强度、密度低、以及耐腐蚀和耐高温等优点，金属材料则具有成熟的加工工艺和良好的导热性、高比刚度等特性。基于两种材料各自的优越特性，在满足使用性能的条件下，由热塑性复合材料与金属材料组成的轻量化组合部件在航空航天领域得到广泛应用。目前，传统的热塑性复合材料/金属材料的组合部件是通过各自成形相应部件后机械连接...
【技术保护点】
1.一种金属/多梯度热塑性复合材料搅拌摩擦增材系统，其特征在于，包括粉材进给系统、搅拌摩擦增材系统、冷却系统；所述的搅拌摩擦增材系统(3)包括涡流加热装置(31)、棒材成形室(32)、棒材成形通道(33)、搅拌头(34)；搅拌头(34)为中空结构，其内部空腔为棒材成形通道(33)，棒材成形通道(33)的上部与棒材成形室(32)的下部连通，棒材成形室(32)上部与挤压活塞通道(36)连通；粉末经输入通道(30)输出至棒材成形室(32)，涡流加热装置(31)包围在球形棒材成形室(32)的外部，对送进棒材成形室(32)的粉末加热，利用挤压活塞(1)将棒材成形室(32)内的粉...
【技术特征摘要】
1.一种金属/多梯度热塑性复合材料搅拌摩擦增材系统，其特征在于，包括粉材进给系统、搅拌摩擦增材系统、冷却系统；所述的搅拌摩擦增材系统(3)包括涡流加热装置(31)、棒材成形室(32)、棒材成形通道(33)、搅拌头(34)；搅拌头(34)为中空结构，其内部空腔为棒材成形通道(33)，棒材成形通道(33)的上部与棒材成形室(32)的下部连通，棒材成形室(32)上部与挤压活塞通道(36)连通；粉末经输入通道(30)输出至棒材成形室(32)，涡流加热装置(31)包围在球形棒材成形室(32)的外部，对送进棒材成形室(32)的粉末加热，利用挤压活塞(1)将棒材成形室(32)内的粉末挤压挤压至搅拌头(34)内部的中空棒材通道(37)中，在搅拌头(34)搅拌摩擦挤压下发生塑性变形，在搅拌头凸起(35)搅拌与顶锻作用下材料塑性软化沉积在基板上，搅拌头按照设定好的移动路径移动即在基板上形成一层沉积层。
2.根据权利要求1所述的搅拌摩擦增材系统，其特征在于，还包括激光器(4)，激光器(4)在打印完金属基底后，在打印多梯度热塑性材料时对搅拌头(34)前进路径前方加热金属基底。
3.根据权利要求1所述的搅拌摩擦增材系统，其特征在于，所述的冷却系统包括基板(5)、加工缸(7)、升降台(6)、输入阀(9)、输出阀(8)、引流底座(11)。如图(1)所示，升降台(6)设置在加工缸(7)中，引流底座(11)设置在升降台(6)上，基板(5)设置在引流底座(11)上，冷却液经输入阀(9)流入加工缸(7)，加工缸(7)内冷却液达到一定高度后流入引流底座(11)底部和侧面的引流通道流入引流底座(11)，再流到引流底座(11)顶部通过沟槽流出，冷却液再从输出阀流出，通过输入输出电磁阀门控制流量，实现对基板(5)以及基板上已成形的搅拌层的降温控温作用。
4.根据权利要求3所述的搅拌摩擦增材系统，其特征在于，引流底座(11)底面和侧面都有冷却液流入通道，引流...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟春强，吕万程，汤煜哲，赵成龙，夏颖，沈一洲，郭训忠，程诚，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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