一种高能束增材制造大尺寸金属零部件的设备及其控制方法

摘要

本发明公开了一种高能束增材制造大尺寸金属零部件的设备。该设备包括工作腔、工作台、控制系统、高能束扫描发生器、贮粉斗、铺粉器及气体净化模块。工作台由成形缸、粉末回收缸组成，成形缸、粉末回收缸上表面共面并构成工作平面。控制系统控制高能束扫描发生器与铺粉器同步沿铺粉方向与工作台相对运动。采用本发明，极大缩短了采用常规激光/电子束选区熔化技术加工零部件时因预置粉末床造成的“等待时间”，从而显著提高高能束增材制造的成形效率。应用本发明可高效率地实现“米”级尺寸的高性能、高精度、复杂结构金属零部件的快速制造。

主权项

一种高能束增材制造大尺寸金属零部件的设备，其特征在于，该设备包括工作腔(9)、工作台、控制系统(10)及气体净化模块(11)；所述工作台包括第一粉末回收缸(7)、第二粉末回收缸(8)和成形缸(16)，第一粉末回收缸(7)与第二粉末回收缸(8)分别位于成形缸(16)两侧，且均位于工作腔(9)内，第一粉末回收缸(7)、第二粉末回收缸(8)及成形缸(16)的上表面共面构成工作平面；气体净化模块(11)通过进气口和出气口与工作腔(9)构成封闭循环；该设备还包括高能束扫描发生器、第一贮粉斗(3)、第二贮粉斗(4)和铺粉器，控制系统(10)分别与高能束扫描发生器、第一贮粉斗(3)、第二贮粉斗(4)、铺粉器、工作台和气体净化模块(11)相连接并控制它们协同工作；高能束扫描发生器位于工作腔(9)上方，第一贮粉斗(3)、第二贮粉斗(4)和铺粉器位于工作腔(9)内部；第一贮粉斗(3)、第二贮粉斗(4)分别位于高能束扫描发生器的两侧，铺粉器位于第一贮粉斗(3)和第二贮粉斗(4)的下方，以接收其供粉，并用于在成形缸(16)表面进行双向铺粉；所述工作台、高能束扫描发生器、第一贮粉斗(3)、第二贮粉斗(4)和铺粉器中任一个或任几个设有运动机构，使高能束扫描发生器、铺粉器能够同步与工作台发生沿铺粉方向的相对运动，且在高能束扫描过程中，高能束扫描发生器中心线与所述铺粉器的距离保持大于高能束扫描发生器的有效加工覆盖区域(26)的半径。