一种施加持续均匀正压进行金属增材制造的装置与方法

摘要

本发明属于金属增材制造领域，具体涉及一种施加持续均匀正压进行金属增材制造装置与方法；该装置通过高压容器提供金属增材制造过程中持续均匀的正压，能够使金属增材制造零件的金相组织得到优化，消除微裂纹、变形和气孔等缺陷。首先在进行增材制造前，抽出高压容器内原有的空气，使容器内实现负压；然后通入惰性气体，使高压容器内在实现惰性气体保护的同时，拥有高于标准大气压的持续均匀正压环境；然后通过热源装置、送料装置和位置移动装置的联动控制，实现增材制造过程；最后按照编定的数控程序或实现生成的CAD模型切片进行逐层扫描，完成金属零件增材制造。

主权项

一种施加持续均匀正压力进行金属增材制造的装置，其特征在于，该装置包括：上位机(1)、热源装置(2)、送料装置(3)、输送管道(4)、金属增材制造位置移动装置、送料头(6)、工作台(8)、高压容器(10)、惰性气体罐(11)、增压阀、真空阀、惰性气体增压器(12)、真空泵(13)、垂直旋转台座(14)和加工头(15)；所述金属增材制造位置移动装置主要由路径扫描装置(5)、垂直旋转台(7)和水平旋转台(9)组成；所述输送管道(4)主要由能量输送管道和物料输送管道组成；路径扫描装置(5)采用多自由度位移台或机械臂；所述惰性气体罐(11)与所述惰性气体增压器(12)连接，所述惰性气体增压器(12)通过所述增压阀与所述高压容器(10)连接，所述真空泵(13)通过所述真空阀与所述高压容器(10)连接；所述高压容器(10)提供的持续均匀正压环境至少包含工作台(8)和送料头(6)，所述水平旋转台(9)安装在所述高压容器(10)的底座上，垂直旋转台(7)通过垂直旋转台座(14)安装在所述水平旋转台(9)上，所述工作台(8)直接安装在垂直旋转台(7)上；所述热源装置(2)和所述送料装置(3)均与所述输送管道(4)连接，所述加工头(15)与能量输送管道连接，所述送料头(6)与送料输送管道连接；当加工头(15)置于高压容器(10)外部时，路径扫描装置(5)为多自由度位移台，所述加工头(15)和送料头(6)均固定在高压容器上，多自由度位移台置于水平旋转台(9)下方，并与高压容器(10)连接；当加工头置于高压容器(10)内部时，路径扫描装置(5)为机械臂或多自由度位移台，当采用机械臂时，加工头(15)须与送料头(6)集成在一起，与机械臂固连，机械臂固连于高压容器(10)的底座；当采用多自由度位移台时，所述加工头(15)、送料头(6)、高压容器(10)、多自由度位移台和水平旋转台(9)的相互位置连接关系与加工头(15)置于高压容器(10)外部时相同；所述上位机(1)通过控制电缆分别与所述路径扫描装置(5)、垂直旋转台(7)、水平旋转台(9)、热源装置(2)和送料装置(3)连接。