CN113976922A - 一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，包括平台整体，所述平台整体包括打印基板、气体传输装置和加热基板，所述打印基板和所述加热基板的外围设置有集成框架和环形出气槽，所述集成框架的一侧面上设置有若干个与所述环形出气槽连通的惰性气体进气口，所述气体传输装置与每个所述惰性气体进气口之间均通过分气管进行连接；本发明通过若干个分气管将惰性气体从平台整体的底部向平台整体内的环形出气槽持续均匀地输出惰性气体，以确保将打印基板上方的空气排出平台整体外，防止粉末在空气中受氧化变性，能够确保铺粉打印工作高效运行，进而提升了生产效率，最终提高产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域，具体涉及一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台。
背景技术
传统同轴送粉型增材制造的送粉过程是由送粉器连续输入金属3D打印粉末材料，该工艺熔化粉末过程中极易被外界环境中的氧气发生氧化反应，最终会影响到成形质量，采用激光头惰性气体保护气方式，即熔覆设备激光头部分会存在一个保护气喷口，这样在熔覆过程中通过持续喷出保护气体来实现隔绝空气的作用。金属粉末接触激光被加热熔化，又迅速凝固，并与基体材料形成冶金结合，并最终形成具有一定几何形状的大尺寸构件，该成形工艺存在产品内部致密度不高，外部成形尺寸精度低等问题，且存在裂纹、气孔等缺陷，无法达到锻件的力学性能。
微铸锻铣复合制造技术创造性地将金属铸造、锻压技术合二为一，实现3D 打印锻态等轴细晶化、高均匀致密度、高强韧、形状复杂的金属锻件，全面提高了制件强度、韧性、疲劳寿命及可靠性，降低设备投资和原材料成本，大幅度缩短制造流程与周期，攻克了常规3D打印世界性难题。但是，该复合工艺需在固定平台上完成，现有的激光头惰性气体保护气方式已无法满足全平台增材制造过程产品隔绝空气的能力。
有鉴于此，设计一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，涉及覆盖全成形幅面气体保护的平台，可在复合增材制造工艺形成全程保护，避免粉末和熔池与外部环境接触，防止在空气中受氧化变性，最终提高产品质量，对本领域技术人员来说是有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，包括平台整体，所述平台整体包括打印基板、气体传输装置和位于所述打印基板下方的加热基板，所述打印基板和所述加热基板的外围设置有集成框架，所述集成框架与所述打印基板之间、所述集成框架与所述加热基板之间均设置有环形出气槽，所述集成框架的一侧面上设置有若干个与所述环形出气槽连通的惰性气体进气口，所述气体传输装置与每个所述惰性气体进气口之间均通过分气管进行连接。
优选地，所述集成框架与所述打印基板的各个侧面之间、所述集成框架与所述加热基板的各个侧面之间均设置有缝隙，所述缝隙为环形缝隙，所述缝隙组成所述环形出气槽。
优选地，所述集成框架与所述打印基板之间设置的环形出气槽、所述集成框架与所述加热基板之间设置的环形出气槽连通。
优选地，所述加热基板的平面形状、尺寸与所述打印基板的平面形状、尺寸均相同。
优选地，所述气体传输装置包括用于传输惰性气体的气体管道和与所述气体管道的一端进行连接的集气盒。
优选地，所述气体管道的另一端上连接有供气装置，所述供气装置用于向所述气体传输装置内通入惰性气体。
优选地，所述分气管的一端与所述集气盒进行连接，所述分气管的另一端与所述惰性气体进气口进行连接。
优选地，所述惰性气体进气口的数量为2～10个，所述惰性气体进气口均匀分布在所述集成框架一侧面上。
优选地，若干个所述惰性气体进气口均匀分布在所述集成框架一侧面的底部。
优选地，所述惰性气体进气口的数量为2～6个，更优选地为3～5个，最优选地为3个，3个所述惰性气体进气口均匀分布在所述集成框架一侧面的底部。
优选地，所述集成框架的上方还设置有透明基板，所述透明基板用于阻挡所述惰性气体向保护平台外传输。
优选地，所述透明基板与所述集成框架之间通过所述透明基板上设置的若干个固定柱进行连接。
优选地，若干个所述固定柱均匀分布在所述透明基板的内侧面和/或外侧面上。
优选地，还包括移动装置，所述移动装置位于所述平台整体的下方。
优选地，所述移动装置与所述平台整体之间设置有滑动连接装置，所述滑动连接装置与所述移动装置滑动连接，所述平台整体固定在所述滑动连接装置上。
优选地，所述移动装置包括若干个平行设置的滑轨，所述滑动连接装置包括滑块，所述滑块与所述滑轨滑动连接。
优选地，还包括拖链盒，所述拖链盒的一端与所述移动装置进行连接，一端与所述集气盒进行连接。
优选地，所述气体管道靠近所述集气盒的一部分安装在所述拖链盒的内部。
上文中，所述用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台的使用方法，包括以下几个步骤：
S1、在复合增材制造加工前，将所述打印基板放置在所述加热基板的上方，所述打印基板和所述加热基板的外边缘均与集成框架内边缘留有一圈环形出气槽；
S2、通过移动装置将平台整体移动至指定位置；
S3、将气体管道与供气装置进行连接，开启供气装置，所述供气装置通过所述拖链盒内的气体管道向所述集气盒输送惰性气体，集气盒上的分气管将惰性气体分为多股从惰性气体进气口均匀地输送至环形出气槽；
S4、持续输出的惰性气体受到由固定柱安牢的透明挡板阻挡，将打印基板上方的空气排出平台整体外；
S5、持续输出惰性气体一定时间后，打印基板上方的空气均排出平台整体外，即可开始复合增材制造。
优选地，步骤S2中，所述供气装置输送的惰性气体为氩气，氩气比空气重，氩气从底部通入将空气排出平台整体外。
优选地，步骤S5中持续输出惰性气体的时间优选地为1min～45min，更优选地为1min～30min，更优选地为2min～15min，更优选地为4min～6min。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明适用于需要固定平台的微锻轧复合增材制造系统，通过集气盒及集气盒上的若干个分气管将惰性气体从平台整体的底部向平台整体内的环形出气槽持续均匀地输出惰性气体，以确保将打印基板上方的空气排出平台整体外，防止粉末在空气中受氧化变性，能够确保铺粉打印工作高效运行，进而提升了生产效率，最终提高产品质量；
2.本发明通过透明挡板阻挡惰性气体排出平台整体外，可在复合增材制造工艺形成全程保护，避免粉末和熔池与外部环境接触；
3.本发明通过简单的结构实现粉末保护，使用方便，提高了生产效率和生产质量，满足生产使用的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例的立体结构示意图
图2为本发明图1中A部分的放大示意图；
图3为本发明一种实施例的平面结构示意图。
其中，1、平台整体；2、打印基板；3、气体传输装置；4、集成框架； 5、环形出气槽；6、惰性气体进气口；7、分气管；8、集气盒；9、透明基板；10、固定柱；11、移动装置；12、滑动连接装置；13、拖链盒；
61、第一惰性气体进气口；62、第二惰性气体进气口；63、第三惰性气体进气口；
71、第一分气管；72、第二分气管；73、第三分气管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1-图3所示，一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，包括平台整体1，所述平台整体包括打印基板2、气体传输装置和位于所述打印基板下方的加热基板3，所述打印基板和所述加热基板的外围设置有集成框架4，所述集成框架与所述打印基板之间、所述集成框架与所述加热基板之间均设置有环形出气槽5，所述集成框架的一侧面上设置有若干个与所述环形出气槽连通的惰性气体进气口6，所述气体传输装置与每个所述惰性气体进气口之间均通过分气管7进行连接。
进一步的，所述集成框架与所述打印基板的各个侧面之间、所述集成框架与所述加热基板的各个侧面之间均设置有缝隙，所述缝隙为环形缝隙，所述缝隙组成所述环形出气槽。
进一步的，所述集成框架与所述打印基板之间设置的环形出气槽、所述集成框架与所述加热基板之间设置的环形出气槽连通。
进一步的，所述加热基板的平面形状、尺寸与所述打印基板的平面形状、尺寸均相同。
进一步的，所述气体传输装置包括用于传输惰性气体的气体管道和与所述气体管道的一端进行连接的集气盒8。
进一步的，所述气体管道的另一端上连接有供气装置，所述供气装置用于向所述气体传输装置内通入惰性气体。
进一步的，所述分气管的一端与所述集气盒进行连接，所述分气管的另一端与所述惰性气体进气口进行连接。
在本实施例中，所述惰性气体进气口的数量为3个，分别为第一惰性气体进气口61、第二惰性气体进气口62和第三惰性气体进气口63，3个所述惰性气体进气口均匀分布在所述集成框架一侧面的底部。
进一步的，所述第一惰性气体进气口与所述集气盒之间通过第一分气管 71进行连接、第二惰性气体进气口与所述集气盒之间通过第二分气管72进行连接，第三惰性气体进气口与所述集气盒之间通过第三分气管73进行连接。
在其他的优选实施例中，所述惰性气体进气口的数量为2～10个，所述惰性气体进气口均匀分布在所述集成框架一侧面上。
在其他的优选实施例中，若干个所述惰性气体进气口均匀分布在所述集成框架一侧面的底部。
在其他的优选实施例中，所述惰性气体进气口的数量为2～6个，所述惰性气体进气口均匀分布在所述集成框架一侧面的底部。
在其他的优选实施例中，所述惰性气体进气口的数量为3～5个，所述惰性气体进气口均匀分布在所述集成框架一侧面的底部。
进一步的，所述集成框架的上方还设置有透明基板9，所述透明基板用于阻挡所述惰性气体向保护平台外传输。
进一步的，所述透明基板与所述集成框架之间通过所述透明基板上设置的若干个固定柱10进行连接。
进一步的，若干个所述固定柱均匀分布在所述透明基板的内侧面和/或外侧面上。
进一步的，还包括移动装置11，所述移动装置位于所述平台整体的下方。
进一步的，所述移动装置与所述平台整体之间设置有滑动连接装置12，所述滑动连接装置与所述移动装置滑动连接，所述平台整体固定在所述滑动连接装置上。
进一步的，所述移动装置包括若干个平行设置的滑轨，所述滑动连接装置包括滑块，所述滑块与所述滑轨滑动连接。
进一步的，还包括拖链盒13，所述拖链盒的一端与所述移动装置进行连接，一端与所述集气盒进行连接。
进一步的，所述气体管道靠近所述集气盒的一部分安装在所述拖链盒的内部。
上文中，所述用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台的使用方法，包括以下几个步骤：
S1、在复合增材制造加工前，将所述打印基板放置在所述加热基板的上方，所述打印基板和所述加热基板的外边缘均与集成框架内边缘留有一圈环形出气槽；
S2、通过移动装置将平台整体移动至指定位置；
S3、将气体管道与供气装置进行连接，开启供气装置，所述供气装置通过所述拖链盒内的气体管道向所述集气盒输送惰性气体，集气盒上的分气管将惰性气体分为多股从惰性气体进气口均匀地输送至环形出气槽；
S4、持续输出的惰性气体受到由固定柱安牢的透明挡板阻挡，将打印基板上方的空气排出平台整体外；
S5、持续输出惰性气体一定时间后，打印基板上方的空气均排出平台整体外，即可开始复合增材制造。
进一步的，步骤S2中，所述供气装置输送的惰性气体为氩气，氩气比空气重，氩气从底部通入将空气排出平台整体外。
进一步的，步骤S5中持续输出惰性气体的时间进一步的为1min～45min，更进一步的为1min～30min，更进一步的为2min～15min，更进一步的为 4min～6min。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，其特征在于，包括平台整体，所述平台整体包括打印基板、气体传输装置和位于所述打印基板下方的加热基板，所述打印基板和所述加热基板的外围设置有集成框架，所述集成框架与所述打印基板之间、所述集成框架与所述加热基板之间均设置有环形出气槽，所述集成框架的一侧面上设置有若干个与所述环形出气槽连通的惰性气体进气口，所述气体传输装置与每个所述惰性气体进气口之间均通过分气管进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，其特征在于，所述气体传输装置包括用于传输惰性气体的气体管道和与所述气体管道的一端进行连接的集气盒。
3.根据权利要求2所述的一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，其特征在于，所述气体管道的另一端上连接有供气装置。
4.根据权利要求2所述的一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，其特征在于，所述分气管的一端与所述集气盒进行连接，所述分气管的另一端与所述惰性气体进气口进行连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，其特征在于，若干个所述惰性气体进气口均匀分布在所述集成框架一侧面的底部。
6.根据权利要求1所述的一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，其特征在于，所述集成框架的上方还设置有透明基板。
7.根据权利要求6所述的一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，其特征在于，所述透明基板与所述集成框架之间通过所述透明基板上设置的若干个固定柱进行连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，其特征在于，还包括移动装置，所述移动装置位于所述平台整体的下方。
9.根据权利要求8所述的一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，其特征在于，所述移动装置与所述平台整体之间设置有滑动连接装置，所述滑动连接装置与所述移动装置滑动连接，所述平台整体固定在所述滑动连接装置上。
10.根据权利要求8所述的一种用于微锻轧复合增材制造系统的惰性气体保护平台，其特征在于，还包括拖链盒，所述拖链盒的一端与所述移动装置进行连接，一端与所述集气盒进行连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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