【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于快速成型
，尤其是涉及一種等離子熔覆制造快速成型設備及成型方法。
技術介紹
3D打印，學界稱為增材制造(Additive Manufacturing，AM)，是利用計算機設計數據采用材料逐層堆積的方法制造實體物品的技術。該技術始于20世紀80年代的快速成型技術，具有三個方面的特征：一是制造技術的重大飛躍。3D打印是數字化技術與制造技術融合催生的一項新興數字化制造技術；二是制造工藝的深刻變革。3D打印改變了傳統切削加工模式，大大減少了加工工序，可以明顯縮短新產品的開發成本與周期；三是制造模式的重要突破。3D打印技術對結構復雜、難加工的產品可以實現個性化、定制生產，從而可能改變傳統的大規模批量生產方式，帶來制造模式的重要突破。目前，國內外金屬零件快速成型技術主要是選區激光熔化快速成型技術(Selective laser melting，SLM)。如專利號為US7047098的美國專利“PROCESS AND DEVICE FOR PRODUCING A SHAPED BODY BY SELECTIVE LASER MELTING”詳細描述了一種利用三維數字模型制造致密零件的選區激光熔化成形方法及其設備。公開號為CN 102266942A的中國專利技術專利“直接制造大型零件的選區激光熔化快速成型設備”公開了一種直接制造大型致密零件的選區激光熔化快速成型設備，該設備主要包括激光器陣列、光學系統陣列、成型缸、成型缸立體式分段加熱保溫結構、成型缸重量平衡系統、基板調平裝置、雙回收缸、雙貯粉箱、雙定量送粉和落粉裝置、鋪粉裝置、保護氣氛罩、氣體凈化系...
【技術保護點】
一種等離子熔覆制造快速成型設備，其特征在于：由監控系統、等離子束流加工系統和打印平臺組成，所述打印平臺包括供待成型工件(3)放置的水平打印臺(4)和對水平打印臺(4)的位置進行調整的打印臺位置調整裝置，所述水平打印臺(4)安裝于所述打印臺位置調整裝置上；所述等離子束流加工系統由安裝有噴頭且用于產生等離子束的等離子體發生器、對所述噴頭的出口與水平打印臺(4)之間的距離進行調節的打印距離調節裝置、為所述等離子體發生器提供工作氣體的供氣裝置(1)和用于連續向所述等離子體發生器產生的所述等離子束內送入打印材料的送粉裝置組成；所述等離子體發生器位于水平打印臺(4)上方且其安裝在所述打印距離調節裝置上，所述送粉裝置位于水平打印臺(4)上方且其位于所述等離子體發生器一側；所述供氣裝置(1)通過供氣管(5)與所述等離子體發生器上所開的進氣口連接；所述送粉裝置的送粉口位于所述噴頭的出口下方且其位于所述等離子束的中心軸線上；所述監控系統包括對所述打印臺位置調整裝置進行控制的位置調整控制器(15)、對待成型工件(3)上表面溫度進行實時檢測的溫度檢測單元(9)、對所述噴頭的出口與水平打印臺(4)之間的距離進行...
【技術特征摘要】
1.一種等離子熔覆制造快速成型設備，其特征在于：由監控系統、等離子束流加工系統和打印平臺組成，所述打印平臺包括供待成型工件(3)放置的水平打印臺(4)和對水平打印臺(4)的位置進行調整的打印臺位置調整裝置，所述水平打印臺(4)安裝于所述打印臺位置調整裝置上；所述等離子束流加工系統由安裝有噴頭且用于產生等離子束的等離子體發生器、對所述噴頭的出口與水平打印臺(4)之間的距離進行調節的打印距離調節裝置、為所述等離子體發生器提供工作氣體的供氣裝置(1)和用于連續向所述等離子體發生器產生的所述等離子束內送入打印材料的送粉裝置組成；所述等離子體發生器位于水平打印臺(4)上方且其安裝在所述打印距離調節裝置上，所述送粉裝置位于水平打印臺(4)上方且其位于所述等離子體發生器一側；所述供氣裝置(1)通過供氣管(5)與所述等離子體發生器上所開的進氣口連接；所述送粉裝置的送粉口位于所述噴頭的出口下方且其位于所述等離子束的中心軸線上；所述監控系統包括對所述打印臺位置調整裝置進行控制的位置調整控制器(15)、對待成型工件(3)上表面溫度進行實時檢測的溫度檢測單元(9)、對所述噴頭的出口與水平打印臺(4)之間的距離進行實時檢測的距離檢測單元(8)和對所述打印距離調節裝置進行控制的打印距離調節控制器(10)，所述位置調整控制器(15)與所述打印臺位置調整裝置連接，所述打印距離調節控制器(10)與所述打印距離調節裝置連接，所述溫度檢測單元(9)和距離檢測單元(8)均與打印距離調節控制器(10)連接；所述溫度檢測單元(9)與打印距離調節控制器(10)組成溫度調控裝置。2.按照權利要求1所述的一種等離子熔覆制造快速成型設備，其特征在于：所述監控系統還包括對所述等離子體發生器進行控制的等離子發生控制器(7)、對供氣管(5)的氣體流量進行實時檢測的氣體流量檢測單
\t元(11)和對供氣管(5)上安裝的流量調節閥(24)進行控制的氣體流量控制器(12)，所述等離子發生控制器(7)與所述等離子體發生器連接，所述氣體流量檢測單元(11)與氣體流量控制器(12)連接。3.按照權利要求1或2所述的一種等離子熔覆制造快速成型設備，其特征在于：所述等離子體發生器包括等離子槍(13)，所述噴頭為等離子槍(13)前端的陽極噴嘴(13-2)；所述等離子槍(13)包括開有所述進氣口的槍體(13-1)、位于槍體(13-1)正前方的陽極噴嘴(13-2)和插裝于槍體(13-1)內的陰極(13-3)，所述陽極噴嘴(13-2)位于陰極(13-3)前側，所述放電室(13-4)位于陰極(13-3)前側且其位于陽極噴嘴(13-2)的后部內側，所述陽極噴嘴(13-2)的前部內側為噴口(13-5)；所述陽極噴嘴(13-2)、陰極(13-3)和放電室(13-4)均與槍體(13-1)呈同軸布設；所述進氣口位于槍體(13-1)后側，所述噴口(13-5)與槍體(13-1)呈同軸布設或與槍體(13-1)中心軸線之間的夾角為30°～45°。4.按照權利要求1或2所述的一種等離子熔覆制造快速成型設備，其特征在于：所述送粉裝置包括送粉器(2)和送粉嘴(6)，所述送粉裝置的送粉口為送粉嘴(6)的出粉口；所述送粉器(2)包括開有進料口與送粉出口的外殼和安裝在所述外殼內的送粉輪，所述送粉輪由驅動電機(14)進行驅動；所述送粉出口通過送粉管(22)與送粉嘴(6)的進粉口連接。5.按照權利要求4所述的一種等離子熔覆制造快速成型設備，其特征在于：所述監控系統還包括對送粉管(22)的送粉流量進行實時檢測的粉末流量檢測單元(18)和對驅動電機(14)進行控制的送粉流量控制器(20)，所述粉末流量檢測單元(18)與送粉流量控制器(20)連接。6.按照權利要求1或2所述的一種等離子熔覆制造快速成型設備，其
\t特征在于：所述打印臺位置調整裝置為三軸數控機床(16)；所述等離子體發生器產生的等離子束的中心軸線與豎直面之間的夾角不大于45°；所述打印距離調節裝置為沿所述等離子束的中心軸線對所述噴頭進行上下調整的上下調整裝置(17)，所述距離檢測單元(8)為對沿所述等離子束的中心軸線從所述噴頭的出口到水平打印臺(4)之間的距離進行實時檢測的距離檢測裝置。7.一種利用如權利要求1所述快速成型設備對待成型工件進行成型的方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：步驟一、待成型工件三維立體模型獲取及分層切片處理：采用數據處理設備且調用圖像處理模塊獲取待成型工件(3)的三維立體模型，再調用分層切片模塊對待成型工件(3)的三維立體模型進行分層切片，并獲得多個分層截面圖像；多個所述分層截面圖像為對待成型工件(3)的三維立體模型進行分層切片后獲得多個分層截面的圖像，多個所述分層截面由下至上均勻布設；步驟二、掃描路徑填充：采用數據處理設備且調用所述圖像處理模塊，對步驟一中多個所述分層截面圖像分別進行處理，并完成多個所述分層截面的掃描路徑填充過程，獲得多個所述分層截面的掃描路徑；步驟三、打印路徑獲取：所述數據處理設備根據步驟二中獲得的多個所述分層截面的掃描路徑，獲得多個所述分層截面的打印路徑；每個所述分層截面的打印路徑均與該分層截面的掃描路徑相同；步驟四、由下至上逐層打印：根據步驟三中獲得的多個所述分層截面的打印路徑，由下至上逐層對待成型工件(3)進行打印，獲得由多個成型層由下至上堆疊而成的工件成品；所述成型層的數量與步驟一中所述分層截面的數量相同，多個所述成型層的布設位置分別與多個所述分層截面的布設位置一一對應且其層厚均相同，所述成型層的層厚與相鄰兩個所述
\t分層截面之間的距離相同，步驟三中多個所述分層截面的打印路徑分別為多個所述成型層的打印路徑；對待成型工件(3)進行打印時，過程如下：步驟401、底層打印：所述位置調整控制器(15)根據步驟三中所獲取的當前所打印成型層的打印路徑，對所述打印臺位置調整裝置進行控制并帶動水平打印臺(4)在水平面上進行移動；所述水平打印臺(4)移動過程中，所述等離子束流加工系統將內帶熔融液流的等離子束流連續噴至水平打印臺(4)上；待熔融液流均凝固后，完成當前所打印成型層的打印過程；本步驟中，當前所打印成型層為多個所述成型層中位于最底部的成型層；步驟402、上一層打印，包括以下步驟：步驟4021、水平打印臺下移：所述位置調整控制器(15)通過控制所述打印臺位置調整裝置，帶動水平打印臺(4)在豎直方向上進行一次向下移動且向下移動高度與所述成型層的層厚相同；步驟4022、...
【專利技術屬性】
技術研發人員：華云峰，
申請(專利權)人：中研智能裝備有限公司，
類型：發明
國別省市：河北;13
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