CN219443159U - 非晶快速成型设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非晶快速成型设备，包括成型部，所述成型部包括相对设置的上模组件和下模组件，所述上模组件包括相连的上模压块和上模动力块，所述下模组件包括相连的下模压块和底板；所述上模动力块设有上模动力机构；所述上模压块和所述下模压块相对设置，所述上模压块与所述下模压块之间设有成型槽；还包括电极部，所述电极部包括第一电极组件和第二电极组件。所述第一电极组件与所述第二电极组件分设于所述成型部的两端；所述第一电极组件和所述第二电极组件上均设有电源接口。本实用新型的目的是提供一种适用于非晶材料的快速成型设备，旨在解决非晶合金制件制造成本高的技术问题，同时提升制件的制造效率。

Description

非晶快速成型设备

技术领域

本实用新型属于非晶加工技术领域，具体涉及一种非晶快速成型设备。

背景技术

非晶态合金（以下简称“非晶合金”）自商用化应用以来，在许多领域大放异彩，如何持续改善非晶合金的材料品质，是推广非晶合金材料应用最关键的步骤。除了非晶合金材料体系组成，非晶合金的加工成型方法关系着非晶材料应用效果。

非晶合金因具有短程有序、长程无序的微观原子结构而具有与普通晶态合金不同的理化特性，例如具有高强度、高硬度、高耐腐蚀性、高弹性的优点，其缺点也很突出——塑性较差、比起传统的不锈钢材料，属于脆性材料，再加上非晶合金具有玻璃转化温度，所以在现有技术中，难以对非晶合金进行二次热加工，以免其在二次加热的过程中发生晶化。目前，商用非晶合金最常用的加工成型方法即压铸法，利用非晶熔液对设计好的模具进行充型，从而获得已知结构的非晶样品。压铸法方便快捷、效率高，适合商业化大批量生产，但是其缺点也很明显：（1）模具的制作周期决定了非晶合金产品的开发周期以及制造成本；（2）一旦模具结构出现缺陷或者需要对产品的结构进行修改，则需要花费大笔的修改模具的费用。

如果能够开发出低成本、高效率的非晶合金加工成型的设备，从而降低非晶合金制造成本、提升其制造效率，会对非晶合金的应用推广产生正面积极的作用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于非晶材料的快速成型设备，旨在解决非晶合金制件制造成本高的技术问题，同时提升制件的制造效率。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种非晶快速成型设备，用于对非晶合金制件进行快速成型，包括成型部，所述成型部包括相对设置的上模组件和下模组件，所述上模组件包括相连的上模压块和上模动力块，所述下模组件包括相连的下模压块和底板；所述上模动力块设有上模动力机构；所述上模压块和所述下模压块相对设置，所述上模压块与所述下模压块之间设有成型槽；

还包括电极部，所述电极部包括第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件包括第一上电极块和第一下电极块，所述第二电极组件包括第二上电极块和第二下电极块；所述第一上电极块和所述第一下电极块相对设置，两者之间设有第一固定槽；所述第二上电极块和所述第二下电极块相对设置，两者之间设有第二固定槽；

所述第一电极组件与所述第二电极组件分设于所述成型部的两端；

所述第一电极组件和所述第二电极组件上均设有电源接口。

现有技术中，由于压铸工艺本身需要将非晶合金原材料加热至熔融液态，然后通过压铸工艺进行定型，所以需要高的模具温度和加热温度。而本实用新型中的非晶快速成型设备充分利用非晶合金材料的特点，利用电极产生瞬时电流对其进行瞬时加热至其特有的玻璃态转化温度，而不需要达到熔点即可对其快速成型，因此可以大大减少制造成本，同时提升加工的效率。

本实用新型的非晶快速成型设备中，成型部对非晶待加工件进行压制成型，电极部则利用电流通过非晶待加工件，其本身的电阻发热产生足够的瞬时热量，使非晶待加工件软化，便于成型。

进一步地，所述第一上电极块设有第一电极动力机构，所述第二上电极块设有第二电极动力机构。分设电极块上的动力机构，利于电极的分项控制，使设备的设计和使用更为灵活。

进一步地，所述第一电极动力机构带动所述第一电极的运动方向与所述第二电极动力机构带动所述第二电极的运动方向相同，且与所述上模动力机构带动所述上模动力块的运动方向相同。

进一步地，所述第一电极动力机构带动所述第一电极的运动方向与所述第二电极动力机构带动所述第二电极的运动方向相同，且与所述上模动力机构带动所述上模动力块的运动方向不同。

进一步地，所述第一下电极块与所述第二下电极块固定设置于所述底板上。增设底板，有助于增加设备整体的稳定性。

进一步地，所述上模组件和所述下模组件上设有冷却循环系统。非晶合金材料在加工过程中需要对其进行快速降温以防止其晶化，假设冷却循环系统则可以有效避免该成型设备连续工作过热的时候可能会造成的晶化现象。

进一步地，所述成型槽侧部设有惰性气体吹气口。为了减少氧气对成型过程中非晶材料的影响，加设惰性气体吹气口。

进一步地，所述电极部设有电流控制机构或者超级电容器，以利于对电流参数大小的控制和掌握。

进一步地，所述非晶合金制件为板条状或者条带状，且各项尺寸≤10mm。

进一步地，所述非晶合金制件为锆基非晶、铁基非晶、铝基非晶、钴基非晶、铜基非晶、钛基非晶、镍基非晶、镁基非晶、稀土基非晶、贵金属基非晶中的一种。

本实用新型中的非晶快速成型设备，充分利用非晶合金材料在热力学上具有玻璃化转变温度的这一特点，利用电极产生瞬时电流对其进行瞬时加热至其特有的玻璃态转化温度，而不需要达到熔点即可对其快速成型，在保持非晶制件非晶态的同时进行快速成型，因此可以大大减少制造成本，同时提升加工的效率。

附图说明

图1为本实用新型中非晶快速成型设备的结构简图；

图2为本实用新型中非晶快速成型设备的结构示意图；

图3为本实用新型中非晶快速成型设备的正面示意图；

图4为本实用新型中非晶快速成型设备的侧面示意图；

附图标号说明：

11、电源；12、上模动力机构；13、上模；14、下模；15、第一电极；16、第二电极；17、待加工非晶制件；18、冷却循环系统；19电流控制机构；20、惰性气体；

101、底板；102、第一下电极块；103、第二下电极块；104、待加工非晶制件；105、第一上电极块；106、第二上电极块；107、上模动力块；108、第一电极动力机构；109、第二电极动力机构；110、上模动力机构；111、下模压块；112、上模压块；113、第一电源接口；114、第二电源接口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本实用新型实施例提供了一种非晶快速成型设备，其结构简图如附图1所示。具体地，该成型设备包括成型部和电极部两大模块，成型部包括上模13和下模14，电极部包括第一电极15和第二电极16，待加工的非晶合金制件17设于上模13和下模14之间，两端连接电极，电极15和16则分别连接电源11。上模13则设有上模动力机构12，控制上模的开合。电流控制机构19则控制电源的启闭，以及电流的大小（电流控制机构可替换为超级电容器）。还设有惰性气体20，在加工过程中对待加工非晶制件进行吹气。本实施例的非晶快速成型设备中，成型部对非晶待加工件进行压制成型，电极部则利用电流通过非晶待加工件，其本身的电阻发热产生足够的瞬时热量，使非晶待加工件软化，便于成型。

如附图2至附图4所示为本实用新型实施例提供的非晶快速成型设备的结构示意图，具体地，包括成型部，成型部包括相对设置的上模组件和下模组件，上模组件包括相连的上模压块112和上模动力块107，下模组件包括相连的下模压块111和底板101。上模动力块设有上模动力机构110，上模压块112和下模压块111相对设置，上模压块112与下模压块111之间设有成型槽用于装置待加工的非晶制件104。

由模具成型的技术原理可知，上模压块和下模压块的结构形状、与非晶制件接触表面的形状特征均可以根据实际加工的非晶制件的设计需求相适配，例如采用表面为波纹状、台阶状的压合面以获取波纹状、台阶状的非晶片材。

还包括电极部，电极部包括第一电极组件和第二电极组件，第一电极组件包括第一上电极块105和第一下电极块102，第二电极组件包括第二上电极块106和第二下电极块103。第一上电极块105和第一下电极块102相对设置，两者之间设有第一固定槽，第二上电极块106和第二下电极块103相对设置，两者之间设有第二固定槽（第一、第二固定槽在附图中未标示，从附图2中可以很清晰的确认，固定槽为非晶制件104端部所在的槽体部）。

第一电极组件与第二电极组件分设于成型部的两端，第一电极组件和所述第二电极组件上分设有电源接口113和114。

第一上电极块设有第一电极动力机构108，第二上电极块设有第二电极动力机构109。分设电极块上的动力机构，利于电极的分项控制，使设备的设计和使用更为灵活。

如附图2所示，第一电极动力机构带动第一电极的运动方向与第二电极动力机构带动第二电极的运动方向相同，且与上模动力机构带动上模动力块的运动方向相同，均为纵向上下往复运动。也可设为：第一电极动力机构带动第一电极的运动方向与第二电极动力机构带动第二电极的运动方向相同，且与上模动力机构带动所述上模动力块的运动方向不同，例如将电极的运动方向设为横向运动的方向。运动方向的不同设计与设备安装条件、待加工非晶制件形状的选择相关，在实际使用过程中，选择与实际安装工况相适宜的组件即可。

第一下电极块102与第二下电极块103固定设置于底板101上。增设底板，有助于增加设备整体的稳定性，也更利于设备整体的挪运。

上模组件和下模组件上设有冷却循环系统（附图2-4中未标示），可依照现有技术设于上模组件和下模组件内，采用水冷、油冷等常用技术即可。非晶合金材料在加工过程中需要对其进行快速降温以防止其晶化，假设冷却循环系统则可以有效避免该成型设备连续工作过热的时候可能会造成的晶化现象。

成型槽侧部设有惰性气体吹气口（附图2-4中未标示，可参考附图1的摆放方式），以减少氧气对成型过程中非晶材料的影响。惰性气体吹气口的位置设置更为灵活，只要对准加工槽体就能获得理想的结果，气体的出气量以及气压根据实际需要进行调节剂即可，惰性气体可采用氩气、氮气等常用的惰性气体。

电极部还可设有电流控制机构或者超级电容器（如附图1的连接方式），以利于对电流参数大小的控制和掌握。

本实施例中的非晶快速成型设备的使用方法也非常简单：开启电极动力机构和上模动力机构，打开第一上电极块、第二上电极快和上模压块，将待处理的非晶合金制件装载于成型槽中，然后合上第一上电极块、第二上电极块，电极组件两端的固定槽将非晶制件锁住。开启电流控制机构，打开电流开关，对非晶合金制件进行通电，非晶制件瞬时温度上升至设定温度，然后合上上模压块，使非晶制件快速成型。关闭电源、打开第一上电极块、第二上电极快和上模压块，取出加工好的非晶合金制件。

本实用新型中非晶快速成型设备适用的非晶合金制件优选为板条状或者条带状，且各项尺寸≤10mm。原因在于，目前商用非晶合金最大成型能力不超过10mm，尺寸过大的制件容易晶化。

本实用新型中设备适用于各类商用合金，包括锆基非晶、铁基非晶、铝基非晶、钴基非晶、铜基非晶、钛基非晶、镍基非晶、镁基非晶、稀土基非晶、贵金属基非晶。

由上述实施例可以看出，本实用新型中的非晶快速成型设备充分利用非晶合金材料的特点，利用电极产生瞬时电流对其进行瞬时加热至其特有的玻璃态转化温度，而不需要达到熔点即可对其快速成型，因此可以大大减少制造成本，同时提升加工的效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.非晶快速成型设备，用于对非晶合金制件进行快速成型，其特征在于，包括成型部，所述成型部包括相对设置的上模组件和下模组件，所述上模组件包括相连的上模压块和上模动力块，所述下模组件包括相连的下模压块和底板；所述上模动力块设有上模动力机构；所述上模压块和所述下模压块相对设置，所述上模压块与所述下模压块之间设有成型槽；

还包括电极部，所述电极部包括第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件包括第一上电极块和第一下电极块，所述第二电极组件包括第二上电极块和第二下电极块；所述第一上电极块和所述第一下电极块相对设置，两者之间设有第一固定槽；所述第二上电极块和所述第二下电极块相对设置，两者之间设有第二固定槽；

所述第一电极组件与所述第二电极组件分设于所述成型部的两端；

所述第一电极组件和所述第二电极组件上均设有电源接口。

2.根据权利要求1所述的非晶快速成型设备，其特征在于，所述第一上电极块设有第一电极动力机构，所述第二上电极块设有第二电极动力机构。

3.根据权利要求2所述的非晶快速成型设备，其特征在于，所述第一电极动力机构带动所述第一电极的运动方向与所述第二电极动力机构带动所述第二电极的运动方向相同，且与所述上模动力机构带动所述上模动力块的运动方向相同。

4.根据权利要求2所述的非晶快速成型设备，其特征在于，所述第一电极动力机构带动所述第一电极的运动方向与所述第二电极动力机构带动所述第二电极的运动方向相同，且与所述上模动力机构带动所述上模动力块的运动方向不同。

5.根据权利要求1所述的非晶快速成型设备，其特征在于，所述第一下电极块与所述第二下电极块固定设置于所述底板上。

6.根据权利要求1所述的非晶快速成型设备，其特征在于，所述上模组件和所述下模组件上设有冷却循环系统。

7.根据权利要求1所述的非晶快速成型设备，其特征在于，所述成型槽侧部设有惰性气体吹气口。

8.根据权利要求1所述的非晶快速成型设备，其特征在于，所述电极部设有电流控制机构或者超级电容器。

9.根据权利要求1所述的非晶快速成型设备，其特征在于，所述非晶合金制件为板条状或者条带状，且各项尺寸≤10mm。

10.根据权利要求1所述的非晶快速成型设备，其特征在于，所述非晶合金制件为锆基非晶、铁基非晶、铝基非晶、钴基非晶、铜基非晶、钛基非晶、镍基非晶、镁基非晶、稀土基非晶、贵金属基非晶中的一种。