CN108972349A - 一种增材制造微流道换热器芯体超声磨粒流抛光系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增材制造微流道换热器芯体超声磨粒流抛光系统及方法,具有复杂结构的微流道换热器芯体采用增材制造技术制备,在增材制造过程中,球化和粉末粘附以及层间结合造成的阶梯效应会导致微流道换热器芯体流道内孔表面粗糙度不如传统成形方法。此外,具有复杂结构的微流道换热器流道内未熔化金属粉末无法完全排出。因此,采用超声磨粒流抛光的方法实现微流道换热器芯体流道内孔表面均匀抛光,从而提高流道内孔表面粗糙度与降低换热器整体压降。磨粒流均匀抛光过程中使用超声震动装置,对换热器芯体施加一定频率的超声波,可使复杂流道内未熔化的金属粉末与磨粒流混合并随之排出芯体,同时使磨粒与流道内孔表面充分接触,提高流道内孔表面粗糙度。
Description
技术领域
本发明属于增材制造技术和精密加工领域,具体涉及一种增材制造微流道换热器芯体及抛光加工系统和方法,超声磨粒流抛光加工技术属于超精密加工技术领域。
背景技术
增材制造技术可以直接成型结构致密、冶金结合的复杂金属零件。增材制造是基于离散/叠加原理,先将三维CAD模型进行分层切片处理,然后逐层累叠成型出实体零件。近些年来增材制造技术受到广泛关注并得到了快速发展,但是成型零件的表面粗糙度较差是这种技术的最大缺陷之一。增材制造技术所特有的“阶梯效应”、“球化效应”和“粉末粘附”是导致增材制造金属零件表面粗糙度较差的主要因素,这也成为了阻碍增材制造技术推广应用的主要障碍。
目前,成型金属件表面粗糙度还无法满足使用要求,需要采用后续的表面抛光加工。常见的增材制造表面抛光技术主要有手工抛光、砂带/砂轮抛光、喷砂加工、电化学抛光和磨粒流抛光。其中手动抛光效率低下,表面加工效果取决于操作者的技术水平,加工一致性较差。砂带/砂轮加工技术对于一些复杂内孔表面的加工无法满足要求。喷砂加工方法是比较常见的后处理加工方法,其利用高压空气吹动磨粒冲击零件表面以实现表面光整和表面强化,但对于复杂结构的微流道换热器芯体,喷砂加工无法满足使用要求。电化学抛光是以被抛工件为阳极,不溶性金属为阴极,两极同时浸入到电解槽中,通以直流电而产生有选择性的阳极溶解,从而达到工件表面光亮度增大的效果。然而需要制作一个与工件待加工表面完全一致的阴极零件,对于复杂曲面零件及异形内曲面零件抛光具有局限性,且化学液污染环境。磨粒流加工方法是使用具有含磨粒的粘弹性磨料介质在压力作用下流过零件待加工表面从而完成零件表面光整的加工技术。磨粒流加工方法是使用具有含磨粒的粘弹性磨料介质在压力作用下流过零件待加工表面从而完成零件表面光整的加工技术。但是磨粒流加工不能适用于具有复杂结构的零件并且存在加工死角问题。
基于以上技术问题,本发明提供了一种增材制造微流道换热器芯体超声磨粒流抛光系统及方法,采用超声单元能够使得芯体流道内孔未熔化的金属粉末与磨粒流混合并随之流出流道内孔,此外超声波还能使磨粒流与流道内孔壁充分接触,增加抛光效果,提高流道内孔表面质量。
中国专利CN 201220464031公开了加载超声波激振的软性磨粒流加工装置,该装置主要将振动棒通过软固结组织相连将超声波传递至工件,在传递过程中会发生能量衰减,不一定能达到所要求的抛光效果。此外,该装置对于不同的尺寸的工件需要制作不同尺寸的约束流道底座和约束模块。本发明将超声工具头直接作用于各种尺寸的微流道换热器芯体,并且微流道换热器芯体内未清除的金属粉末在超声作用下将淤积的金属粉末发散并与磨粒流混合。
中国专利CN201810057932公开了增材制造微通道换热器内表面磨料流磨削装置及方法,该装置采用铁磁性磨料磨削微通道换热器内表面并施加磁力,从而大幅降低微通道换热器内表面粗糙度。但该方法会使铁磁材料制备的微通道换热器导磁,进而使磨粒吸附在微通道换热器内表面。而且该装置主要通过调整Z向磁铁与微通道换热器的间距来施加磁力使铁磁性磨料磨削微通道换热器内表面,不能保证另一侧未施加磁力的内孔表面经抛光后达到同样的效果。本发明适用于铁磁性材料制备的微流道换热器,并且超声使磨粒与微流道换热器芯体内孔充分接触均匀抛光,抛光效果更好。
中国专利CN201721363804公开了一种针对激光选区熔化零件的粉末清理设备,该装置通过箱体内部包括旋转轴、翻转平台和超声振动平台相互作用,从而实现将零件内不易倒出的粉末倒出来,达到清理粉末的良好效果。该装置没有针对具体的零件,对于具有复杂结构的微流道换热器芯体,该方法将无法道内未熔化的金属粉末完全排出。
中国专利CN 201721057747公开了选区激光熔化设备的粉末清理装置,该装置采用气源向吹粉管组件进行供气,对工件内部进行吹扫,从而将工件内部的粉末吹出。本发明对于水力学直径为0.8-2mm的S型并排圆形流道,在超声作用下可将容易在拐弯处淤积的金属粉末随磨粒流仪器流出。
发明内容
为了解决微流道换热器芯体增材制造技术中存在流道内孔表面粗糙度不如传统成形方法,复杂结构的微流道换热器流道内未熔化金属粉末无法完全排出的问题,提供一种增材制造微流道换热器芯体超声磨粒流抛光系统及方法,采用超声磨粒流抛光的方法实现微流道换热器芯体流道内孔表面均匀抛光,提高流道内孔表面质量。
本发明技术方案之一:一种增材制造微流道换热器芯体,包括:所述微流道换热器芯体采用增材制造技术一体成型制备,不存在漏水的隐患,有利于提高芯体的换热系数。
所述微流道换热器芯体的流道内孔水力学直径为0.8~2mm。
所述增材制造材料为金属粉末,所述金属粉末不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、高温合金和纯铜金属粉末。
本发明技术解决方案之二:一种增材制造微流道换热器芯体进行超声磨粒流抛光加工系统,包括:超声工具头2,超声变幅杆3,龙门支架4,X向进给伺服电动机5,Z向进给伺服电动机6,固定支架7,Y向进给伺服电动机8,机床床身9,机床工作台10,单向阀11,磨粒流高压喷射泵12,磨粒流高压喷射泵固定支架13,磨粒流混合箱14,磨粒流回收箱15,过滤网16,超声波发生器17,微型控制计算机18,柔性循环磨粒流管道19;
所述超声工具头2和超声变幅杆3组成振动单元,并固定在固定支架7上面,超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在所述微流道换热器芯体;
所述龙门支架4,X向进给伺服电动机5,Z向进给伺服电动机6,Y向进给伺服电动机8,机床床身9,机床工作台10,单向阀11,磨粒流高压喷射泵12,磨粒流高压喷射泵固定支架13,磨粒流混合箱14,磨粒流回收箱15,过滤网16,微型控制计算机18和柔性循环磨粒流管道19组成抛光单元,所述磨粒流高压喷射泵12与微流道换热器芯体1进口之间设置有单向阀11;
所述磨粒流混合箱14和磨粒流回收箱15相连接,所述磨粒流回收箱15的入口端设置有过滤网16,将微流道换热器芯体排除的金属粉末过滤掉,流回磨粒流混合箱,以便进行下一循环加工。
本发明的技术解决方案之三:一种微流道换热器芯体的抛光加工方法,包括以下步骤:
步骤一、将所述微流道换热器芯体1三维模型输入微型控制计算机18,根据内部流道走向规划振动单元在XY平面移动路径,该路径由微型控制计算机18生成G代码路径控制程序;
步骤二、将微流道换热器芯体1固定在机床工作台10上面,磨粒流高压喷射泵的出口端与微流道换热器芯体1的进口相连接,微流道换热器芯体1的出口通过柔性循环磨粒流管道19与磨粒流回收箱15相连;
步骤三、将位于微流道换热器芯体1上方的超声工具头2移动到步骤二所得G代码路径控制程序的起点;
步骤四、调节振动单元高度,使超声工具头2与固定在机床工作台10上的微流道换热器芯体1接触;
步骤五、超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在微流道换热器芯体1上,G代码路径控制程序能够使超声工具头2沿所述微流道换热器1的所有内部微流道的路径;
步骤六、同时,在磨粒流高压喷射泵12和微流道换热器芯体1进口之间设置单向阀11,保证磨粒流的方向,降低了能量消耗,降低了加工成本;磨粒流高压喷射泵12将磨粒流从磨粒流混合箱14吸出,通过柔性循环磨粒流管道19送到微流道换热器芯体1;
步骤七、从微流道换热器芯体1出口流出的磨粒流进入磨粒流回收箱15,经过滤网16对磨粒流进行过滤后,流回磨粒流混合箱14,以便进行下一加工循环;
步骤八、当振动单元走完G代码路径,超声工具头2抬升至离微流道换热器芯体1安全距离,并快速返回到步骤三的G代码路径控制程序的起点;
步骤九、重复上述步骤三至八,完成所述微流道换热器芯体流道内孔的超声磨粒流抛光。
所述步骤四中,使超声工具头2与微流道换热器芯体1接触的接触力为0.4-0.5MPa。
所述步骤六中,磨粒流高压喷射泵12中的高压为10-25MPa。
所述步骤八中,安全距离为30-50mm。
本发明相比现有技术具有以下优点:
(1)本发明通过采用增材制造技术一体成型制作出的微流道换热器芯体,不存在漏水的隐患,有利于提高芯体的换热系数,从而提高换热器的散热效率。数值模拟仿真的结果,在相同流速与出口压力条件下,微流道换热器比扩散焊接微流道换热器的换热效率提高最高可达到40%。
(2)本发明通过在微流道换热器芯体外部施加超声单元并与磨粒流抛光相结合,能够将复杂流道内未熔化的金属粉与磨粒流混合并随之排除微流道换热器芯体;此外,还能够提高磨粒流的流动能量使磨粒与流道内孔壁充分接触,提高加工效率与降低微流道换热器芯体的流道内孔壁表面粗糙度。
(3)本发明在磨粒流回收箱进口处设置了过滤网,能够过滤掉未熔化的金属粉末并保证磨粒流中磨粒的性能;而且换热器芯体冷热层进口处设置的单向阀在一定程度上降低了能量的损失,提高了能量利用率,提高了磨粒流的加工性能和加工效率。
附图说明
图1是本发明增材制造微流道换热器芯体超声磨粒流抛光系统整体结构示意图;
图2是机床连动装置和超声辅助结构三维示意图;
图3是磨粒流抛光装置示意图;
图4是端部带滚轮的超声波振动单元;
图5是S形微流道网络结构剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
本发明一种增材制造微流道换热器芯体超声磨粒流抛光系统及方法,具体实施步骤如下:
步骤一:如图1、2、3、4所示,其中,换热器芯体1,超声工具头2,超声变幅杆3,龙门支架4,X向进给伺服电动机5,Z向进给伺服电动机6,超声发生器固定支架7,Y向进给伺服电动机8,机床床身9,机床工作台10,单向阀11,磨粒流高压喷射泵12,磨粒流高压喷射泵固定支架13,磨粒流混合箱14,磨粒流回收箱15,过滤网16,超声波发生器17,微型控制计算机18,柔性循环磨粒流管道19。
超声工具头2和超声变幅杆3组成振动单元,并固定在固定支架7上面,超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在所述微流道换热器芯体;
龙门支架4,X向进给伺服电动机5,Z向进给伺服电动机6,Y向进给伺服电动机8,机床床身9,机床工作台10,单向阀11,磨粒流高压喷射泵12,磨粒流高压喷射泵固定支架13,磨粒流混合箱14,磨粒流回收箱15,过滤网16,微型控制计算机18和柔性循环磨粒流管道19组成抛光单元。
将微流道换热器芯体1固定在机床工作台10上面,磨粒流高压喷射泵12的出口端通过柔性循环磨粒流管道19与微流道换热器芯体1的进口相连接;
通过微型控制计算机18给Z向进给伺服电动机6移动指令调节振动单元高度,使超声工具头2与微流道换热器芯体1接触,接触力为0.4MPa;
在磨粒流高压喷射泵12和换热器芯体1进口之间设置单向阀11,保证磨粒流的方向;磨粒流高压喷射泵12将磨粒流从磨粒流混合箱吸出,通过柔性循环磨粒流管道19送到微流道换热器芯体;将所述微流道换热器芯体1三维模型输入微型控制计算机18,根据内部流道走向规划振动单元在XY平面移动路径,该路径由微型控制计算机18生成G代码路径控制程序,X向进给伺服电动机5和Y向进给伺服电动机8按照G代码将振动单元在X向和Y向走相应的路径;超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在微流道换热器芯体1;G代码路径控制程序能够使超声工具头沿所述微流道换热器1的所有内部微流道的路径。
从微流道换热器芯体出口的磨粒流进入磨粒流回收箱,对磨粒流进行过滤后,流回磨粒流供给箱,以便进行下一加工循环。
步骤二:如图5所示,微流道换热器芯体流道采用S型,该微流道截面为圆形。
步骤三:将所述微流道换热器芯体1三维模型输入微型控制计算机18,根据内部流道走向规划振动单元在XY平面移动路径,该路径由微型控制计算机18生成G代码路径控制程序;
步骤四:将微流道换热器芯体1固定在机床工作台10上面,磨粒流高压喷射泵的出口端与微流道换热器芯体1的进口相连接,微流道换热器芯体1的出口通过柔性循环磨粒流管道19与磨粒流回收箱15相连;
步骤五:将位于微流道换热器芯体1上方的超声工具头2移动到步骤二所得G代码路径控制程序的起点;
步骤六:调节振动单元高度,使超声工具头2与固定在机床工作台10上的微流道换热器芯体1接触;
步骤七:超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在微流道换热器芯体1上,G代码路径控制程序能够使超声工具头2沿所述微流道换热器1的所有内部微流道的路径;
步骤八:同时,在磨粒流高压喷射泵12和微流道换热器芯体1进口之间设置单向阀11,保证磨粒流的方向,降低了能量消耗,降低了加工成本;磨粒流高压喷射泵12将磨粒流从磨粒流混合箱14吸出,通过柔性循环磨粒流管道19送到微流道换热器芯体1;
步骤九:从微流道换热器芯体1出口流出的磨粒流进入磨粒流回收箱15,经过滤网16对磨粒流进行过滤后,流回磨粒流混合箱14,以便进行下一加工循环;
步骤十:当振动单元走完G代码路径,超声工具头2抬升至离微流道换热器芯体1安全距离,并快速返回到步骤三的G代码路径控制程序的起点,然后重复上述步骤三至八,完成所述微流道换热器芯体1流道内孔的超声磨粒流抛光。
实施例1,
增材制造不锈钢微流道换热器芯体超声磨粒流抛光的方法,具体按照以下步骤进行:
步骤一:如图1、2、3、4所示,其中,换热器芯体1,超声工具头2,超声变幅杆3,龙门支架4,X向进给伺服电动机5,Z向进给伺服电动机6,超声发生器固定支架7,Y向进给伺服电动机8,机床床身9,机床工作台10,单向阀11,磨粒流高压喷射泵12,磨粒流高压喷射泵固定支架13,磨粒流混合箱14,磨粒流回收箱15,过滤网16,超声波发生器17,微型控制计算机18,柔性循环磨粒流管道19。
超声工具头2和超声变幅杆3组成振动单元,并固定在固定支架7上面,超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在所述微流道换热器芯体;
龙门支架4,X向进给伺服电动机5,Z向进给伺服电动机6,Y向进给伺服电动机8,机床床身9,机床工作台10,单向阀11,磨粒流高压喷射泵12,磨粒流高压喷射泵固定支架13,磨粒流混合箱14(将氧化铝颗粒作为磨料颗粒,高分子聚合物材料作为流体磨料的液相部分),磨粒流回收箱15,过滤网16,微型控制计算机18和柔性循环磨粒流管道19组成抛光单元。
将微流道换热器芯体1固定在机床工作台10上面,磨粒流高压喷射泵12的出口端通过柔性循环磨粒流管道19与微流道换热器芯体1的进口相连接;
通过微型控制计算机18给Z向进给伺服电动机6移动指令调节振动单元高度,使超声工具头2与微流道换热器芯体1接触,接触力为0.4MPa;
在磨粒流高压喷射泵12和换热器芯体1进口之间设置单向阀11,保证磨粒流的方向;磨粒流高压喷射泵12将磨粒流从磨粒流混合箱吸出,通过柔性循环磨粒流管道19送到微流道换热器芯体;将所述微流道换热器芯体1三维模型输入微型控制计算机18,根据内部流道走向规划振动单元在XY平面移动路径,该路径由微型控制计算机18生成G代码路径控制程序,X向进给伺服电动机5和Y向进给伺服电动机8按照G代码将振动单元在X向和Y向走相应的路径;超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在微流道换热器芯体1;G代码路径控制程序能够使超声工具头沿所述微流道换热器1的所有内部微流道的路径。
从微流道换热器芯体出口的磨粒流进入磨粒流回收箱,对磨粒流进行过滤后,流回磨粒流供给箱,以便进行下一加工循环。
步骤二:如图5所示,微流道换热器芯体流道采用S型,该微流道截面为圆形。
步骤三:将所述微流道换热器芯体1三维模型输入微型控制计算机18,根据内部流道走向规划振动单元在XY平面移动路径,该路径由微型控制计算机18生成G代码路径控制程序;
步骤四:将微流道换热器芯体1固定在机床工作台10上面,磨粒流高压喷射泵的出口端与微流道换热器芯体1的进口相连接,微流道换热器芯体1的出口通过柔性循环磨粒流管道19与磨粒流回收箱15相连;
步骤五:将位于微流道换热器芯体1上方的超声工具头2移动到步骤二所得G代码路径控制程序的起点;
步骤六:调节振动单元高度,使超声工具头2与固定在机床工作台10上的微流道换热器芯体1接触;
步骤七:超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,超声波工具头2的振幅为15μm,振动频率为25kHz,振动单元直接施加在微流道换热器芯体1上,G代码路径控制程序能够使超声工具头2沿所述微流道换热器1的所有内部微流道的路径;
步骤八:同时,在磨粒流高压喷射泵12和微流道换热器芯体1进口之间设置单向阀11,保证磨粒流的方向,降低了能量消耗,降低了加工成本;磨粒流高压喷射泵12将磨粒流从磨粒流混合箱14吸出,磨粒流高压喷射泵12的高压为15MPa,通过柔性循环磨粒流管道19送到微流道换热器芯体1;
步骤九:从微流道换热器芯体1出口流出的磨粒流进入磨粒流回收箱15,经过滤网16对磨粒流进行过滤后,流回磨粒流混合箱14,以便进行下一加工循环;
步骤十:当振动单元走完G代码路径,超声工具头2抬升至离微流道换热器芯体1安全距离,并快速返回到步骤三的G代码路径控制程序的起点,然后重复上述步骤三至八,完成所述微流道换热器芯体1流道内孔的超声磨粒流抛光。
实施例2,
增材制造钛合金微流道换热器芯体超声磨粒流抛光的方法,具体按照以下步骤进行:
步骤一:如图1、2、3、4所示,其中,换热器芯体1,超声工具头2,超声变幅杆3,龙门支架4,X向进给伺服电动机5,Z向进给伺服电动机6,超声发生器固定支架7,Y向进给伺服电动机8,机床床身9,机床工作台10,单向阀11,磨粒流高压喷射泵12,磨粒流高压喷射泵固定支架13,磨粒流混合箱14,磨粒流回收箱15,过滤网16,超声波发生器17,微型控制计算机18,柔性循环磨粒流管道19。
超声工具头2和超声变幅杆3组成振动单元,并固定在固定支架7上面,超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在所述微流道换热器芯体;
龙门支架4,X向进给伺服电动机5,Z向进给伺服电动机6,Y向进给伺服电动机8,机床床身9,机床工作台10,单向阀11,磨粒流高压喷射泵12,磨粒流高压喷射泵固定支架13,磨粒流混合箱14(将碳化硅作为磨粒颗粒,聚乙二醇与酒精的混合液作为流体磨料的液相部分),磨粒流回收箱15,过滤网16,微型控制计算机18和柔性循环磨粒流管道19组成抛光单元。
将微流道换热器芯体1固定在机床工作台10上面,磨粒流高压喷射泵12的出口端通过柔性循环磨粒流管道19与微流道换热器芯体1的进口相连接;
通过微型控制计算机18给Z向进给伺服电动机6移动指令调节振动单元高度,使超声工具头2与微流道换热器芯体1接触,接触力为0.45MPa;
在磨粒流高压喷射泵12和换热器芯体1进口之间设置单向阀11,保证磨粒流的方向;磨粒流高压喷射泵12将磨粒流从磨粒流混合箱吸出,通过柔性循环磨粒流管道19送到微流道换热器芯体;将所述微流道换热器芯体1三维模型输入微型控制计算机18,根据内部流道走向规划振动单元在XY平面移动路径,该路径由微型控制计算机18生成G代码路径控制程序,X向进给伺服电动机5和Y向进给伺服电动机8按照G代码将振动单元在X向和Y向走相应的路径;超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在微流道换热器芯体1;G代码路径控制程序能够使超声工具头沿所述微流道换热器1的所有内部微流道的路径。
从微流道换热器芯体出口的磨粒流进入磨粒流回收箱,对磨粒流进行过滤后,流回磨粒流供给箱,以便进行下一加工循环。
步骤二:如图5所示,微流道换热器芯体流道采用S型,该微流道截面为圆形。
步骤三:将所述微流道换热器芯体1三维模型输入微型控制计算机18,根据内部流道走向规划振动单元在XY平面移动路径,该路径由微型控制计算机18生成G代码路径控制程序;
步骤四:将微流道换热器芯体1固定在机床工作台10上面,磨粒流高压喷射泵的出口端与微流道换热器芯体1的进口相连接,微流道换热器芯体1的出口通过柔性循环磨粒流管道19与磨粒流回收箱15相连;
步骤五:将位于微流道换热器芯体1上方的超声工具头2移动到步骤二所得G代码路径控制程序的起点;
步骤六:调节振动单元高度,使超声工具头2与固定在机床工作台10上的微流道换热器芯体1接触;
步骤七:超声波发生器17根据指令将信号传输至所连接的振动单元,超声波工具头2的振幅为15μm,振动频率为20kHz,振动单元直接施加在微流道换热器芯体1上,G代码路径控制程序能够使超声工具头2沿所述微流道换热器1的所有内部微流道的路径;
步骤八:同时,在磨粒流高压喷射泵12和微流道换热器芯体1进口之间设置单向阀11,保证磨粒流的方向,降低了能量消耗,降低了加工成本;磨粒流高压喷射泵12将磨粒流从磨粒流混合箱14吸出,磨粒流高压喷射泵12的高压为20MPa,通过柔性循环磨粒流管道19送到微流道换热器芯体1;
步骤九:从微流道换热器芯体1出口流出的磨粒流进入磨粒流回收箱15,经过滤网16对磨粒流进行过滤后,流回磨粒流混合箱14,以便进行下一加工循环;
步骤十:当振动单元走完G代码路径,超声工具头2抬升至离微流道换热器芯体1安全距离,并快速返回到步骤三的G代码路径控制程序的起点,然后重复上述步骤三至八,完成所述微流道换热器芯体1流道内孔的超声磨粒流抛光。
显然,根据以上具体实施方式,本发明具有多种修改以及变化,在权利要求的范围内,本发明还可通过除了具体描述以外的方式实现。
Claims (9)
1.一种增材制造微流道换热器芯体,其特征在于:包括所述微流道换热器芯体采用增材制造技术一体成型制备。
2.根据权利要求1所述增材制造微流道换热器芯体,其特征在于:所述微流道换热器芯体的流道内孔水力学直径为0.8~2mm。
3.根据权利要求1所述的增材制造微流道换热器芯体,其特征在于:所述增材制造的材料为金属粉末。
4.根据权利要求3所述增材制造微流道换热器芯体,其特征在于:所述金属粉末不锈钢、钛合金、镍合金、铝合金、高温合金或纯铜金属粉末。
5.一种用于对权利要求1所述增材制造微流道换热器芯体进行超声磨粒流抛光加工系统,其特征在于:包括超声工具头,超声变幅杆,龙门支架,X向进给伺服电动机,Z向进给伺服电动机,固定支架,Y向进给伺服电动机,机床床身,机床工作台,单向阀,磨粒流高压喷射泵,磨粒流高压喷射泵固定支架,磨粒流混合箱,磨粒流回收箱,过滤网,超声波发生器,微型控制计算机和柔性循环磨粒流管道;
所述超声工具头和超声变幅杆组成振动单元,并固定在固定支架上面,超声波发生器根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在所述微流道换热器芯体;
所述龙门支架,X向进给伺服电动机,Z向进给伺服电动机,Y向进给伺服电动机,机床床身,机床工作台,单向阀,磨粒流高压喷射泵,磨粒流高压喷射泵固定支架,磨粒流混合箱,磨粒流回收箱,过滤网,微型控制计算机和柔性循环磨粒流管道组成抛光单元,所述磨粒流高压喷射泵与微流道换热器芯体进口之间设置有单向阀;
所述磨粒流混合箱和磨粒流回收箱相连接,所述磨粒流回收箱的入口端设置有过滤网,将微流道换热器芯体排除的金属粉末过滤掉,流回磨粒流混合箱,以便进行下一循环加工。
6.一种如权利要求1所述的微流道换热器芯体的抛光加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:将所述微流道换热器芯体三维模型输入微型控制计算机,根据内部流道走向规划振动单元在XY平面移动路径,该XY平面移动路径由微型控制计算机生成G代码路径控制程序;
步骤二:将微流道换热器芯体固定在机床工作台上面,磨粒流高压喷射泵的出口端与微流道换热器芯体的进口相连接,微流道换热器芯体的出口通过柔性循环磨粒流管道与磨粒流回收箱相连;
步骤三:将位于微流道换热器芯体上方的超声工具头移动到步骤二所得G代码路径控制程序的起点;
步骤四:调节振动单元高度,使超声工具头与固定在机床工作台上的微流道换热器芯体接触;
步骤五:超声波发生器根据指令将信号传输至所连接的振动单元,振动单元直接施加在微流道换热器芯体上,G代码路径控制程序能够使超声工具头沿所述微流道换热器的所有内部微流道的路径;
步骤六:在磨粒流高压喷射泵和微流道换热器芯体进口之间设置单向阀,保证磨粒流的方向,降低了能量消耗,降低了加工成本;磨粒流高压喷射泵将磨粒流从磨粒流混合箱吸出,通过柔性循环磨粒流管道送到微流道换热器芯体;
步骤七:从微流道换热器芯体出口流出的磨粒流进入磨粒流回收箱,经过滤网对磨粒流进行过滤后,流回磨粒流混合箱,以便进行下一加工循环;
步骤八:当振动单元走完G代码路径,超声工具头抬升至离微流道换热器芯体的安全距离,并快速返回到步骤三的G代码路径控制程序的起点;
步骤九:重复上述步骤三至八,完成所述微流道换热器芯体流道内孔的超声磨粒流抛光。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤四中,使超声工具头与微流道换热器芯体接触的接触力为0.4-0.5MPa。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤六中,磨粒流高压喷射泵中的高压为10-25MPa。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤八中,安全距离为30-50mm。
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