CN104722761B - 三维成形热熔系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属零件三维成形的物料热熔化系统，解决了金属零件三维成形中结构组织密度差强结构强度低的技术问题，本发明利用电感应加热法和电弧加热法，两种方法共同为金属物料进行加热使之以液态形式进行成形制造，并且在加热的同时对液态的金属熔池进行搅拌，使工作面的金属可以充分和上一层的金属连接成形，并且使用超声震动和控制冷却速度的方法，控制成形零件的内部金属结晶。

Description

三维成形热熔系统
技术领域
本发明涉及加工制造领域，具体是用于金属零件三维成形的物料热熔化系统。
背景技术
近年来随着科学的进步“三维制造技术”得到了快速蓬勃的发展。现在的技术已经可以直接制造金属部件，但是所生产出的部件由于密度低，组织内有空隙或杂渣，无法与传统切削制造出的同样零件相媲美。而且机器造价高维护程序复杂也是其缺点。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种金属零件三维成形的物料热熔化系统，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：利用电感应加热法和电弧加热法，两种方法共同为金属物料进行加热使之以液态形式进行成形制造，并且在加热的同时对液态的金属熔池进行搅拌，使工作面的金属可以充分和上一层的金属连接成形，并且使用超声震动和控制冷却速度的方法，控制成形零件的内部金属结晶状态。
三维成形热熔系统由感应加热系统、电弧加热系统、搅拌系统、快速冷却系统、超声波发生器、成形头、物料供应电机组成。
所述感应加热系统包括水冷系统、感应加热机、铜管线圈，当物料到达铜管线圈产生的磁场范围内时物料会被熔化。
所述的铜管线圈是一个螺旋缠绕在成形头上的空心铜管，用来产生高速变化的强磁场以加热金属物料，内部可以通过水流降温。
所述电弧加热系统包括电弧焊机、物料电极、成形台，当物料到达成形台时电路形成闭合回路产生电弧再一次熔化物料。
所述搅拌系统包括电机、软轴、传动齿轮、搅拌器。
所述搅拌器是一个由耐高温材料制成的搅拌头，用来搅拌熔化的金属。
所诉快速冷却系统包括供气机、气体冷却机、气体管道，用使熔化的金属冷却。
所述成形头是一个安装有铜管线圈、搅拌器、传动齿轮、物料电极、气体管道的耐热陶瓷头体。
所述的超声波发生器安装在成形台上，提供超声震动。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：成形头1感应加热机2水冷系统3铜管线圈4物料电极5成形台6电弧焊机7管道8气体冷却机9供气机10电机11软轴12传动齿轮13搅拌器14物料电机15超声波发生器16。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1三维成形热熔系统由感应加热系统、电弧加热系统、搅拌系统、快速冷却系统、超声波发生器16、成形头1、物料电机15组成。物料电机15将物料送入成形头1物料接触物料电极5物料继续进入成形头1被铜管线圈4的发出感应高频交变磁场加热熔化，感应加热机2提供高频交流电，水冷系统3为铜管线圈4散热，物料出成形头1接触成形台6这时电弧焊机7完成电流通路利用电弧将物料再一次加热熔化。供气机10将惰性气体送入气体冷却机9再通过管道8送到成形头1给熔池冷却，超声波发生器16和快速冷却系统同时工作通过控制冷却速度和超声震动来改善金属物料的冷却结晶，电机11通过软轴12和传动齿轮13的连接带动搅拌器14高速转动搅拌熔化的金属，减少金属组织中的气泡和空洞，使材料更好的结合。
本发明在制造工件时，物料进入成形头与物料电极接触，继续进入感应加热系统被加热熔化，然后排出成形头，物料排出成形头与成形台接触时电弧焊机完成闭合通路产生电弧再一次加热熔化物料，这样可以让物料和前一次已经成形的表面很好的结合。供气机将惰性气体送入气体冷却机再通过管道送到成形头给熔池冷却，超声波发生器和快速冷却系统同时工作通过控制冷却速度和超声震动来改善金属物料的冷却结晶。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.三维成形热熔系统，其特征在于，由感应加热系统、电弧加热系统、搅拌系统、快速冷却系统、超声波发生器、成形头、物料电机组成，物料电机将金属物料送入成形头，金属物料接触物料电极，金属物料继续进入成形头被感应加热系统的铜管线圈发出的感应高频交变磁场加热熔化，金属物料出成形头，接触成形台，这时电弧加热系统的电弧焊机完成电流通路利用电弧将金属物料再一次加热熔化，利用电感应加热法和电弧加热法，两种方法共同为金属物料进行加热使之以液态形式进行成形制造，并且在加热的同时对液态的金属熔池进行搅拌，使工作面的金属可以充分和上一层的金属连接成形，并且使用超声震动和控制冷却速度的方法，控制成形零件的内部金属结晶状态。
2.根据权利要求1所述的三维成形热熔系统，其特征在于，所述感应加热系统包括水冷系统、感应加热机、铜管线圈，当金属物料到达铜管线圈产生的磁场范围内时金属物料会被熔化。
3.根据权利要求2所述的三维成形热熔系统，其特征在于，所述的铜管线圈是一个螺旋缠绕在成形头上的空心铜管，用来产生高速变化的强磁场以加热金属物料，空心铜管内部通过水流降温。
4.根据权利要求1所述的三维成形热熔系统，其特征在于，所述电弧加热系统包括电弧焊机、物料电极、成形台，当金属物料到达成形台时电路形成闭合回路产生电弧再一次熔化金属物料。
5.根据权利要求1所述的三维成形热熔系统，其特征在于，所述搅拌系统包括电机、软轴、传动齿轮、搅拌器。
6.根据权利要求1所述的三维成形热熔系统，其特征在于，所述快速冷却系统包括供气机、气体冷却机、气体管道，用来使熔化的金属物料冷却。
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