CN212793020U - 一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，包括加热熔融升降系统、喷嘴旋转系统和喷嘴清理系统。采用通断塞对熔融金属液进行通断控制，同时气压通断机构在成形过程中辅以加压保护气，保证熔融金属液在成形过程中稳定连续流出；加热熔融腔体下端同喷嘴上端、通断塞下端同加热熔融腔体接触面均为锥面配合，有效降低熔融金属液在喷嘴内产生堵塞和渗漏的几率；装置可对成形结束后喷嘴内部和周围进行清理操作，延长喷嘴使用寿命；装置可根据需要自动切换所需孔径的喷嘴，快捷高效。本实用新型有效解决了金属熔融直写成形过程中喷嘴易堵塞、金属液易渗漏、不同孔径喷嘴更换效率低等问题，实现稳定工艺、低生产成本、短周期成形。

Description

一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置

技术领域

本实用新型涉及一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，属增材制造的技术领域。

背景技术

金属熔融三维直写技术是金属增材制造体系中面向工业生产的技术分支，采用感应加热或电阻加热等方式使金属材料受热熔化，在压力作用下金属熔体从喷头喷出，按照规划路径逐层进行喷射、沉积、固化、结合，自下而上累积形成三维金属零部件。该技术与激光、电子束等增材制造技术相比，不需要高能热源，在工业生产方面具备优势；与微滴喷射技术相比，采用金属熔体直接成形，进一步降低成本、提高成形效率。

金属熔融直写喷嘴与加热熔融腔体多采用螺纹等连接方式，熔融金属液在高温时粘度较低，在成形过程中极易从喷嘴与加热熔融腔体连接处渗漏，导致喷嘴堵塞。喷嘴即使在一次成形过程中未发生熔融金属液的渗漏和堵塞现象，但是成形结束后多余的熔融金属液发生冷却，必定滞留在喷嘴内部和周围，滞留在喷嘴内部的熔融金属液必将导致喷嘴堵塞，滞留在喷嘴周围的熔融金属液必将对下一次成形的精度产生影响。同时在成形不同零件时，需要更换不同孔径的喷嘴进行成形工艺过程，一次只能更换一种孔径的喷嘴，更换耗时且效率低。基于上述问题，需要开发出一种可实现快捷更换喷嘴且保证熔融金属液不易渗漏、喷嘴不易堵塞的金属熔融直写喷嘴装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置。该装置采用通断塞对熔融金属液通断进行控制，同时气压通断机构在成形过程中辅以加压保护气，保证熔融金属液在成形过程中稳定连续流出；加热熔融腔体下端同喷嘴上端、通断塞下端同加热熔融腔体接触面均为锥面配合，有效降低熔融金属液在喷嘴内产生堵塞和渗漏的几率；装置可对成形结束后喷嘴内部和周围进行清理操作，延长喷嘴使用寿命；装置可根据需要自动切换所需孔径的喷嘴，快捷高效。本实用新型有效解决了金属熔融直写成形过程中喷嘴易堵塞、金属液易渗漏、不同孔径喷嘴更换效率低等问题，实现稳定工艺、低生产成本、短周期成形。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，包括：加热熔融升降系统、喷嘴旋转系统和喷嘴清理系统。

进一步地，所述加热熔融升降系统由加热熔融腔体、腔体上盖、加热机构、测温机构、气压通断机构、隔热圈、通断塞、通断塞连接轴、通断塞控制电机、通断塞控制减速机、通断塞控制减速机固定机构、腔体升降控制电机、腔体升降控制减速机、腔体升降控制减速机固定机构、腔体升降连接轴和腔体固定机构组成。

进一步地，喷嘴旋转系统由喷嘴旋转控制电机、喷嘴旋转控制减速机、喷嘴旋转连接轴、喷嘴、喷嘴旋转机构、喷嘴旋转减速机固定机构。

进一步地，喷嘴清理系统由孔清理机构、面清理机构、清理机构升降机构、清理机构升降连接轴、清理机构减速机固定机构、清理机构升降减速机、清理机构升降电机。

进一步地，所述通断塞连接轴上端同通断塞控制减速机连接，通断塞连接轴下端同通断塞连接，贯穿于通断塞控制减速机固定机构，其周围留有间隙。

进一步地，所述通断塞选用不易与熔融金属液发生粘接的材质制成，通断塞下端同加热熔融腔体接触时为锥面配合。

进一步地，所述加热熔融腔体底部同隔热圈连接后，整体固定于腔体固定机构上。

进一步地，所述腔体升降连接轴上端同腔体升降控制减速机连接，下端同腔体固定机构连接，贯穿于喷嘴旋转减速机固定机构，其周围留有间隙。

进一步地，所述气压通断机构控制的气体为氮气或者惰性气体中的一种。

进一步地，所述喷嘴旋转连接轴上端同喷嘴旋转控制减速机连接，下端同喷嘴旋转机构连接，贯穿于腔体固定机构和喷嘴旋转减速机固定机构，其周围留有间隙。

进一步地，所述喷嘴旋转机构上安装有多个不同孔径规格的喷嘴。

进一步地，所述清理机构升降连接轴上端同清理机构升降减速机连接，下端同清理机构升降机构连接，贯穿于清理机构减速机固定机构，其周围留有间隙。

进一步地，所述清理机构升降机构上安装有孔清理机构和面清理机构，孔清理机构可对喷嘴孔内部进行清理操作，面清理机构可对喷嘴孔周围进行清理。

进一步地，所述加热熔融腔体下端同喷嘴上端为锥面配合。

附图说明

图1是本实用新型的一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置的主视结构剖视图；

图2是图1的A部放大图；

图3是喷嘴安装示意图；

图4是清理升降机构斜视结构图。

具体实施方式

以下将通过实施例结合附图对本实用新型的内容做进一步的详细说明，本实用新型提供了一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，包括以下步骤：

1、启动腔体升降控制电机1-12使其为反转状态，腔体升降控制减速机1-13 转动，带动腔体升降连接轴1-15工作，将加热熔融腔体1-2上升至最高点，腔体升降控制电机1-12停止工作。如加热熔融腔体1-2已处于最高点，不需进行上述操作。

2、启动清理机构升降电机3-7使其为正转状态，清理机构升降减速机3-6 转动，带动清理机构升降连接轴3-4工作，将清理机构升降机构3-3下降至最低点，清理机构升降电机3-7停止工作。如清理机构升降机构3-3已处于最低点，不需进行上述操作。

3、将待融化金属材料清洗洁净、烘干后放置于加热熔融腔体1-2内。

4、将腔体上盖1-8同加热熔融腔体1-2密封完好。

5、启动通断塞控制电机1-5使其为正转状态，通断塞控制减速机1-6转动，通断塞1-10在通断塞连接轴1-4带动下开始转动下降，直至通断塞1-10下端同加热熔融腔体1-2接触后锥面配合完全后，通断塞控制电机1-5停止工作。

6、启动加热机构1-11对放置于加热熔融腔体1-2内的金属材料进行加热，此时测温机构1-9开始工作，实时测量被加热金属材料的温度，此时气压通断机构1-3为关闭状态。

7、待加热机构1-11升温至被加热金属材料所设定的熔化温度后停止加热开始保温。

8、启动喷嘴旋转控制电机2-2，喷嘴旋转控制减速机2-3转动，带动喷嘴旋转连接轴2-4开始工作，将喷嘴旋转机构2-6上所需孔径的喷嘴2-5旋转至同加热熔融腔体1-2同轴心的位置处，喷嘴旋转控制电机2-2停止工作。

9、启动腔体升降控制电机1-12使其为正转状态，腔体升降控制减速机1-13 转动，带动腔体升降连接轴1-15工作，加热熔融腔体1-2开始下降，当加热熔融腔体1-2下端同喷嘴2-5上端锥面配合完全后，腔体升降控制电机1-12停止工作。

10、待被加热金属材料保温时间结束后，启动通断塞控制电机1-5使其为反转状态，通断塞控制减速机1-6转动，通断塞1-10在通断塞连接轴1-4带动下开始转动上升，直至通断塞1-10下端同加热熔融腔体1-2锥面配合完全脱离接触后，通断塞控制电机1-5停止工作。

11、被加热金属材料已全部转变为熔融金属液，此时开启气压通断机构1-3，熔融金属液开始成形，直至成形结束，立即关闭气压通断机构1-3和测温机构1-9。

12、启动通断塞控制电机1-5使其为正转状态，通断塞控制减速机1-6转动，通断塞1-10在通断塞连接轴1-4带动下开始转动下降，直至通断塞1-10下端同加热熔融腔体1-2接触后锥面配合完全后，通断塞控制电机1-5停止工作。此时熔融金属液不再流出。

13、启动腔体升降控制电机1-12使其为反转状态，腔体升降控制减速机1-13 转动，带动腔体升降连接轴1-15工作，加热熔融腔体1-2开始上升，当加热熔融腔体1-2下端同喷嘴2-5上端锥面配合完全脱离后，腔体升降控制电机1-12 停止工作。

14、启动清理机构升降电机3-7使其为反转状态，清理机构升降减速机3-6 转动，带动清理机构升降连接轴3-4工作，清理机构升降机构3-3开始上升，直至孔清理机构3-1同喷嘴2-5下端孔径同轴心后，清理机构升降电机3-7停止工作，完成喷嘴内部孔清理过程。

15、启动喷嘴旋转控制电机2-2，喷嘴旋转控制减速机2-3转动，带动喷嘴旋转连接轴2-4开始工作，将喷嘴旋转机构2-6中完成孔清理过程的喷嘴2-5旋转至同面清理机构3-2重合的位置，完成喷嘴外部残留熔融金属液的清理过程，待喷嘴2-5旋转出面清理机构3-2上方时，喷嘴旋转控制电机2-2停止工作。

16、启动清理机构升降电机3-7使其为正转状态，清理机构升降减速机3-6 转动，带动清理机构升降连接轴3-4工作，将清理机构升降机构3-3下降至最低点，清理机构升降电机3-7停止工作。

以上所述仅为本实用新型专利的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型专利，对于本领域的技术人员来说，本实用新型专利可以有各种更改和变化。凡在本实用新型专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，包括加热熔融升降系统(1)、喷嘴旋转系统(2)和喷嘴清理系统(3)，其中所述加热熔融升降系统(1)由加热熔融腔体(1-2)、腔体上盖(1-8)、加热机构(1-11)、测温机构(1-9)、气压通断机构(1-3)、隔热圈(1-1)、通断塞(1-10)、通断塞连接轴(1-4)、通断塞控制电机(1-5)、通断塞控制减速机(1-6)、通断塞控制减速机固定机构(1-7)、腔体升降控制电机(1-12)、腔体升降控制减速机(1-13)、腔体升降控制减速机固定机构(1-14)、腔体升降连接轴(1-15)、腔体固定机构(1-16)组成；

喷嘴旋转系统(2)由喷嘴旋转控制电机(2-2)、喷嘴旋转控制减速机(2-3)、喷嘴旋转连接轴(2-4)、喷嘴(2-5)、喷嘴旋转机构(2-6)、喷嘴旋转减速机固定机构(2-1)组成；

喷嘴清理系统(3)由孔清理机构(3-1)、面清理机构(3-2)、清理机构升降机构(3-3)、清理机构升降连接轴(3-4)、清理机构减速机固定机构(3-5)、清理机构升降减速机(3-6)、清理机构升降电机(3-7)组成；

所述通断塞(1-10)选用不易与熔融金属液发生粘接的材质制成，通断塞(1-10)下端同加热熔融腔体(1-2)接触时为锥面配合，所述加热熔融腔体(1-2)下端同喷嘴(2-5)上端为锥面配合。

2.根据权利要求1中所述的一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，所述通断塞连接轴(1-4)上端同通断塞控制减速机(1-6)连接，通断塞连接轴(1-4)下端同通断塞(1-10)连接，贯穿于通断塞控制减速机固定机构(1-7)，其周围留有间隙。

3.根据权利要求1中所述的一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，所述加热熔融腔体(1-2)底部同隔热圈(1-1)固定后整体固定于腔体固定机构(1-16)上。

4.根据权利要求1中所述的一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，所述腔体升降连接轴(1-15)上端同腔体升降控制减速机(1-13)连接，下端同腔体固定机构(1-16)连接，贯穿于喷嘴旋转减速机固定机构(2-1)，其周围留有间隙。

5.根据权利要求1中所述的一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，所述气压通断机构(1-3)控制的气体为氮气或者惰性气体中的一种。

6.根据权利要求1中所述的一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴旋转连接轴(2-4)上端同喷嘴旋转控制减速机(2-3)连接，下端同喷嘴旋转机构(2-6)连接，贯穿于腔体固定机构(1-16)和喷嘴旋转减速机固定机构(2-1)，其周围留有间隙。

7.根据权利要求1中所述的一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，所述喷嘴旋转机构(2-6)上安装有多个不同孔径规格的喷嘴(2-5)。

8.根据权利要求1中所述的一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，所述清理机构升降连接轴(3-4)上端同清理机构升降减速机(3-6)连接，下端同清理机构升降机构(3-3)连接，贯穿于清理机构减速机固定机构(3-5)，其周围留有间隙。

9.根据权利要求1中所述的一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，所述清理机构升降机构(3-3)上安装有孔清理机构(3-1)和面清理机构(3-2)，孔清理机构(3-1)可对喷嘴(2-5)孔内部进行清理操作，面清理机构(3-2)可对喷嘴(2-5)孔周围进行清理。

Images