一种金属丝材快速增材制造设备及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110340352A(43)申请公布日2019.10.18(21)申请号201910587554.9(22)申请日2019.07.02(71)申请人宁波哈勒姆电子科技有限公司地址315000浙江省宁波市奉化市汇明路98号（4幢1号）(72)发明人阮亮叶纪林李豹张远明(74)专利代理机构北京联瑞联丰知识产权代理事务所(普通合伙)11411代理人黄冠华(51)Int.Cl.B22F3/00(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y30/00(2015.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种金属丝材快速增材制造设备及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种金属丝材快速增材制造设备及其制造方法，该设备包括成型控制系统、工作台控制系统、气体循环系统和在线监控系统。利用电磁感应加热技术对相同材料或者不同材料的金属丝材进行熔融然后在低氧环境下快速成型，极大的提高了工作效率，解决了原材料利用率低、成型速度慢、设备昂贵和对成型环境敏感等缺点。同时本发明实现了多种金属材料的混合快速增材制造，也为梯度功能材料的制造提供了一种新的工艺方法。CN110340352ACN110340352A权利要求书1/2页1.一种金属丝材快速增材制造设备，其特征在于，包括：一成型控制系统，所述成型控制系统生成磁场以加热金属丝材，所述成型控制系统包括一工业控制器和一工控机；一工作台控制系统，所述工作台控制系统联动所述成型控制系统，所述工作台控制系统包括一四轴联动工作台，所述四轴联动工作台连接所述工业控制器，以进一步操作金属丝材；一气体循环系统，所述气体循环系统形成一气体循环，对所述成型控制系统和所述工作台控制系统进行充气和降温；和一在线监控系统，所述在线监控系统通信连接所述成型控制系统，所述在线监控系统包括一工业相机和一传感器组件，所述传感器组件连接所述工业控制器，所述工业相机连接所述工控机。2.根据权利要求1所述的金属丝材快速增材制造设备，其特征在于，所述成型控制系统还包括一中空嵌入套、一法兰直线轴承、一耐高温管、一支撑管、一成型头、两个感应线圈、一喷嘴、一电机、一联轴器、一轴承、一变径变螺距螺杆、一送丝装置和一感应加热设备，其中所述法兰直线轴承嵌入在所述中空嵌入套的上端轴向位置，所述支撑管具有一上端和一下端，其中所述耐高温管套入到所述支撑管上端，其中一个感应线圈设置在所述支撑管下端内，所述成型头具有一上端和一下端，所述喷嘴通过螺纹安装到所述成型头下端，另一个感应线圈套在所述成型头下端的中空倒锥形部位，所述联轴器上端与所述电机相连，所述联轴器下端穿过所述轴承与所述变径变螺距螺杆相连，所述电机与所述工业控制器相连并带动所述变径变螺距螺杆转动，两个感应线圈分别与所述感应加热设备相连，所述感应加热设备与所述工业控制器相连接。3.根据权利要求2所述的金属丝材快速增材制造设备，其特征在于，所述成型头上端具有圆周均匀排布的阶梯孔，所述送丝装置的个数与所述成型头上端的阶梯孔个数相同，所述感应加热设备的频率为50HZ-20KHZ。4.根据权利要求1所述的金属丝材快速增材制造设备，其特征在于，所述工作台控制系统还包括一成型基板、一电动旋转台、一隔热环、一弹簧、一固定螺母、一感应线圈、一旋转台连接板、一调平支撑板、一支撑杆和一工业控制器，其中所述支撑杆通过所述固定螺母安装在所述旋转台连接板上，所述弹簧套在所述支撑杆上，所述隔热环内嵌在所述调平支撑板的台阶孔内，所述调平支撑板的台阶孔穿过所述支撑杆安放在所述弹簧上。5.根据权利要求4所述的金属丝材快速增材制造设备，其特征在于，所述成型基板穿过所述支撑杆，并用内六角螺钉固定在所述调平支撑板上，所述感应线圈安装在所述调平支撑板内，所述旋转台连接板固定在所述电动旋转台上，所述四轴联动工作台与所述工业控制器相连。6.根据权利要求1所述的金属丝材快速增材制造设备，其特征在于，所述气体循环系统包括一气体过滤装置、一真空泵、两个电磁三通阀、一保护气体发生装置、一电磁两通阀、一进气快拧接头和一真空接头，其中所述真空泵一端与所述气体过滤装置相连，另一端与其中一个电磁三通阀相连，另一个电磁三通阀下端与所述保护气体发生装置相连，左端与所述进气快拧接头相连，上端与所述电磁两通阀的下端相连，所述电磁两通阀的上端与所述真空接头相连，所述的气体发生装置为气体发生器或者存储气瓶。2CN110340352A权利要求书2/2页7.根据权利要求1所述的金属丝材快速增材制造设备，其特征在于，所述的在线监控系统包括一压力传感器、一氧含量分析仪、一红外温度传感器和两个热电偶温度传感器，所述压力传感器、所述氧含量分析仪、所述红外温度传感器、两个所述热电偶温度传感器均与所述