CN115122632B - 一种增材制造轴心 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增材制造轴心，包括料斗、推杆、刀柄、搅拌头、外部壳体和螺旋杆，所述料斗的内腔贯穿有棒状材料，且棒状材料的依次贯穿螺旋杆、刀柄和搅拌头的中心并延伸至基板上方，本发明涉及搅拌摩擦焊接技术领域。该增材制造轴心，通过颗粒材料在搅拌头移动前方首先沉积，形成与基板接触的沉积成，然后连续的棒状材料在颗粒料形成的基础上，发生沉积现象，进而实现中心层的沉积，搅拌头后方的颗粒料再次在棒状材料沉积层上形成沉积层，进而实现包覆材料的增材制造，生产的包覆材料一次成形，生产效率高，解决了原有的轴心内孔使用时间长之后会粘着材料，轴心内部无法得到有效清理的问题。

Description

一种增材制造轴心
技术领域
本发明涉及搅拌摩擦焊接技术领域，具体为一种增材制造轴心。
背景技术
搅拌摩擦增材制造作为一种新型的增材制造技术，具有增材速度快，强度高，应力小等优势，在大型结构件的增材制造上具有极大的应用优势。在增材制造过程中，方形的棒材通过压力装置，穿过模具中心孔作用在基板上，在模具旋转作用下塑化材料，使得材料沉积在基板上。传统增材制造对于复合材料制造，包覆材料制造比较困难，尤其对于包覆类材料，只能通过表现熔敷等技术进行生产，这极大的影响生产效率，同时熔敷类生产方式包覆层结合较弱，容易脱落。
根据专利公开号为 CN113001007A 的中国专利所述的一种多材料搅拌摩擦增材装置，通过不同的引导件实现不同增材材料的供给，以进行多材料交替变化的增材打印，可快速实现多种材料交替增材制造，避免了多次更换棒材进行增材制造效率低下问题，但是在使用时轴心内孔使用时间长之后会粘着材料，轴心内部无法得到有效清理，降低加工效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种增材制造轴心，解决了上述提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种增材制造轴心，包括料斗、推杆、刀柄、搅拌头、外部壳体和螺旋杆，所述料斗的内腔贯穿有棒状材料，且棒状材料的依次贯穿螺旋杆、刀柄和搅拌头的中心并延伸至基板上方，所述料斗的顶部设置有对棒状材料进行上料推挤的推杆，所述料斗的底端开设有与外部壳体轴心连通的料孔，所述料孔将外部壳体中心和料斗内腔连通，所述搅拌头内腔开设有与棒状材料的表面活动连接的中心孔，所述搅拌头的外侧开设有位于基板上方的落料通道。
作为本发明进一步的方案：所述推杆将棒状材料通过螺旋杆中心孔后穿过刀柄与搅拌头中心孔作用在基板上。
作为本发明进一步的方案：所述料斗中颗粒状材料通过料孔转移至外部壳体的轴心内部，并通过螺旋杆外部螺旋将材料送至搅拌头上方，通过搅拌头外侧通道将颗粒料输送至基板上。
作为本发明进一步的方案：所述螺旋杆上段为中空圆杆，下段为螺旋绞龙，且从料斗依次贯穿外部壳体和刀柄并延伸至刀柄的内腔。
作为本发明进一步的方案：所述刀柄通过皮带传动机构驱动在外部壳体下方转动设置。
作为本发明进一步的方案：所述中心孔和螺旋杆的中空段为圆形或方形。
作为本发明进一步的方案：所述搅拌头由两段连通的圆柱体组成，且上方圆柱体内径小于下方圆柱体并与刀柄的内腔连接。
作为本发明进一步的方案：所述料孔设置有多个，且在棒状材料的四周环状阵列分布。
增材制造时，棒状材料在推杆作用下，穿过轴心，螺旋杆和搅拌头中心孔，作用在基板上，同时颗粒材料在螺旋杆作用下，输送至搅拌头落料通道作用在基板上，此时基板上材料由颗粒料和棒状材料组成，颗粒材料在搅拌头移动前方首先沉积，形成与基板接触的沉积层，然后连续的棒状材料在颗粒料形成的基础上，发生沉积现象，进而实现中心层的沉积，搅拌头后方的颗粒料再次在棒状材料沉积层上形成沉积层，进而实现包覆材料的增材制造，生产的包覆材料一次成形，生产效率高，解决了原有的轴心内孔使用时间长之后会粘着材料，轴心内部无法得到有效清理的问题。
本发明与现有技术相比具备以下有益效果：通过颗粒材料在搅拌头移动前方首先沉积，形成与基板接触的沉积层，然后连续的棒状材料在颗粒料形成的基础上，发生沉积现象，进而实现中心层的沉积，搅拌头后方的颗粒料再次在棒状材料沉积层上形成沉积层，进而实现包覆材料的增材制造，生产的包覆材料一次成形，生产效率高，解决了原有的轴心内孔使用时间长之后会粘着材料，轴心内部无法得到有效清理的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构剖视图；
图3为本发明图2中A处的局部放大图；
图4为本发明搅拌头的结构示意图；
图5为本发明搅拌头另一角度的结构示意图；
图6为本发明螺旋杆的结构示意图。
图中：1、推杆；2、料斗；3、刀柄；4、搅拌头；5、螺旋杆；6、棒状材料；7、料孔；4-1、中心孔；4-2、落料通道。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种增材制造轴心，包括料斗2、推杆1、刀柄3、搅拌头4、外部壳体和螺旋杆5，料斗2的内腔贯穿有棒状材料6，且棒状材料6的依次贯穿螺旋杆5、刀柄3和搅拌头4的中心并延伸至基板上方，料斗2的顶部设置有对棒状材料6进行上料推挤的推杆1，料斗2的底端开设有与外部壳体轴心连通的料孔7，料孔7将外部壳体中心和料斗2内腔连通，搅拌头4内腔开设有与棒状材料6的表面活动连接的中心孔4-1，搅拌头4的外侧开设有位于基板上方的落料通道4-2，增材制造时，棒状材料6在推杆1作用下，穿过轴心，螺旋杆5和搅拌头4中心孔，作用在基板上，同时颗粒材料在螺旋杆5作用下，输送至搅拌头4落料通道4-2作用在基板上，此时基板上材料由颗粒料和棒状材料6组成，颗粒材料在搅拌头4移动前方首先沉积，形成与基板接触的沉积层，然后连续的棒状材料6在颗粒料形成的基础上，发生沉积现象，进而实现中心层的沉积，搅拌头4后方的颗粒料再次在棒状材料6沉积层上形成沉积层，进而实现包覆材料的增材制造，生产的包覆材料一次成形，生产效率高，解决了原有的轴心内孔使用时间长之后会粘着材料，轴心内部无法得到有效清理的问题。
推杆1将棒状材料6通过螺旋杆5中心孔后穿过刀柄3与搅拌头4中心孔作用在基板上。
料斗2中颗粒状材料通过料孔7转移至外部壳体的轴心内部，并通过螺旋杆5外部螺旋将材料送至搅拌头4上方，通过搅拌头4外侧通道将颗粒料输送至基板上。
螺旋杆5上段为中空圆杆，下段为螺旋绞龙，且从料斗2依次贯穿外部壳体和刀柄3并延伸至刀柄3的内腔，棒状材料6在推杆1作用下，穿过轴心，螺旋杆5和搅拌头4中心孔，作用在基板上，同时颗粒材料在螺旋杆5作用下，输送至搅拌头4落料通道4-2作用在基板上，通过螺旋杆5的螺旋螺距等参数，实现颗粒料输送数量，进而调整包覆层的厚度。
刀柄3通过皮带传动机构驱动在外部壳体下方转动设置。
中心孔4-1和螺旋杆5的中空段为圆形或方形。
搅拌头4由两段连通的圆柱体组成，且上方圆柱体内径小于下方圆柱体并与刀柄3的内腔连接。
料孔7设置有多个，且在棒状材料6的四周环状阵列分布。
增材制造时，棒状材料6在推杆1作用下，穿过轴心，螺旋杆5和搅拌头4中心孔，作用在基板上，同时颗粒材料在螺旋杆5作用下，输送至搅拌头4落料通道4-2作用在基板上，此时基板上材料由颗粒料和棒状材料6组成，颗粒材料在搅拌头4移动前方首先沉积，形成与基板接触的沉积层，然后连续的棒状材料6在颗粒料形成的基础上，发生沉积现象，进而实现中心层的沉积，搅拌头4后方的颗粒料再次在棒状材料6沉积层上形成沉积层，进而实现包覆材料的增材制造，生产的包覆材料一次成形，生产效率高，解决了原有的轴心内孔使用时间长之后会粘着材料，轴心内部无法得到有效清理的问题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种增材制造轴心，包括料斗（2）、推杆（1）、刀柄（3）、搅拌头（4）、外部壳体和螺旋杆（5），其特征在于：所述料斗（2）的内腔贯穿有棒状材料（6），且棒状材料（6）的依次贯穿螺旋杆（5）、刀柄（3）和搅拌头（4）的中心并延伸至基板上方，所述料斗（2）的顶部设置有对棒状材料（6）进行上料推挤的推杆（1），所述料斗（2）的底端开设有与外部壳体轴心连通的料孔（7），所述料孔（7）将外部壳体中心和料斗（2）内腔连通，所述搅拌头（4）内腔开设有与棒状材料（6）的表面活动连接的中心孔（4-1），所述搅拌头（4）的内腔开设有环绕中心孔（4-1）且位于基板上方的落料通道（4-2）。
2.根据权利要求1所述的一种增材制造轴心，其特征在于：所述推杆（1）将棒状材料（6）通过螺旋杆（5）中心孔后穿过刀柄（3）与搅拌头（4）中心孔作用在基板上。
3.根据权利要求1所述的一种增材制造轴心，其特征在于：所述料斗（2）中颗粒状材料通过料孔（7）转移至外部壳体的轴心内部，并通过螺旋杆（5）外部螺旋将材料送至搅拌头（4）上方，通过搅拌头（4）外侧通道将颗粒料输送至基板上。
4.根据权利要求1所述的一种增材制造轴心，其特征在于：所述螺旋杆（5）上段为中空圆杆，下段为螺旋绞龙，且从料斗（2）依次贯穿外部壳体和刀柄（3）并延伸至刀柄（3）的内腔。
5.根据权利要求1所述的一种增材制造轴心，其特征在于：所述刀柄（3）通过皮带传动机构驱动在外部壳体下方转动设置。
6.根据权利要求1所述的一种增材制造轴心，其特征在于：所述中心孔（4-1）和螺旋杆（5）的中空段为圆形或方形。
7.根据权利要求1所述的一种增材制造轴心，其特征在于：所述搅拌头（4）由两段连通的圆柱体组成，且上方圆柱体内径小于下方圆柱体并与刀柄（3）的内腔连接。
8.根据权利要求1所述的一种增材制造轴心，其特征在于：所述料孔（7）设置有多个，且在棒状材料（6）的四周环状阵列分布。
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