生坯件成型裝置及成型方法制造方法及圖紙

本公開涉及

【技術實現步驟摘要】
生坯件成型裝置及成型方法


[0001]本公開涉及
3D
打印快速制造裝置
，尤其涉及一種生坯件成型裝置及成型方法
。

技術介紹

[0002]粉料注射成型
(Powder Injection Molding
以下簡稱：
PIM)
是采用加熱和注入裝置將熔融的粉料和粘結劑按照一定比例混合均勻的復合材料注入到耐壓模具中，保壓保溫一定時長后，拆除模具得到結合強度較高的生坯件
。
通過后續脫脂
、
燒結得到高強度的金屬零部件
。
該方法要求模具能夠承受耐熱和耐壓強度高
、
開模費用昂貴，只適用于批量化工業化零部件生產
。
此外，材料中存在粘結劑，需要復雜的后處理工藝，如收縮率控制難度大
、
大壁厚零件無法制造和脫脂周期長等難題
。
[0003]而粉料壓制成型
(Power Compaction
，以下簡稱：
PC)
用純粉料替代高流動性的復合材料
。
有效的解決了因后續脫脂
、
燒結后處理存在的收縮控制難度大
、
大壁厚零件無法成型和材料種類受限等缺陷
。
然而，仍然需要昂貴的開模費用且模具需要具備高強度的力學性能
。
也只適用于批量化零部件生產
。
[0004]為解決開模問題，北京科技大學提出了
《
一種金屬漿料
3D
打印無模凝膠成形方法
》。
該方法是使用
3D
打印成型殼體，然后注入金屬漿料得到金屬坯件
。
該技術無需模具開發費用，單件
、
小批量生產優勢明顯，且對粉料原料要求低，工藝穩定可靠，操作性強，耗時短效率高，成本低，有利于
3D
打印技術制備大尺寸
。
然而，該方法是注入流動性很高的凝膠
。
為提高材料的流動性，需要提高漿料的溫度
。
高溫下，成型的殼體剛性和強度明顯下降，容易出現變形和開裂等缺陷
。
此外，漿料在后處理過程中，同樣存在
PIM
中脫脂
、
燒結環節存在的裂紋和孔洞缺陷
。

技術實現思路

[0005]本公開旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一
。
[0006]為此，在本公開的第一方面提供了一種生坯件成型裝置，包括位移機構
、
擠出機構
、
注粉機構
、
熨平機構
、
夯實機構以及熱床，所述位移機構包括第一位移件
、
第二位移件和第三位移件，所述注粉用于向所述熱床上注粉，其中，
[0007]所述擠出機構
、
所述夯實機構和所述熨平機構與所述第一位移件連接，所述第一位移件用于帶動所述擠出機構
、
所述夯實機構和所述熨平機構做水平移動；
[0008]所述熱床設置在所述擠出機構
、
所述夯實機構和所述熨平機構的下方，所述熱床與所述第二位移件連接，所述第二位移件用于帶動所述熱床靠近或遠離所述第一位移件；
[0009]所述第三位移件與所述第一位移件連接，所述第三位移件用于帶動所述第一位移件靠近或遠離所述熱床
。
[0010]在一種可行的實施方式中，所述夯實機構包括第一安裝板
、
第一限位件和夯實件本體，所述第一安裝板與所述第一位移件連接，所述第一限位件和所述夯實件本體設置在
所述第一安裝板上，其中，
[0011]所述夯實件本體一端部設置有壓力傳感，所述壓力傳感器朝向所述熱床，所述夯實件本體能夠帶動所述壓力傳感靠近或遠離所述熱床；
[0012]所述第一限位件用于限定所述夯實件本體的移動范圍
。
[0013]在一種可行的實施方式中，還包括負載面板，所述負載面板與所述第一位移件連接，所述擠出機構
、
所述夯實機構和所述熨平機構設置在所述負載面板上
。
[0014]在一種可行的實施方式中，所述擠出機構包括管體
、
壓頭
、
第一加熱件和噴嘴，所述管體具有進料口和出料口，所述噴嘴與所述進料口連接，所述壓頭設置在所述管體內，且所述壓頭用于使原料向所述噴嘴移動
。
[0015]在一種可行的實施方式中，所述熨平機構包括第二安裝板
、
連接桿
、
第一轉臺
、
第二限位件和熨平件，所述第二安裝板與所述第一位移件連接，所述第二限位件和所述連接桿設置在所述第二安裝板上，其中，
[0016]所述第一轉臺的一端與所述連接桿連接，所述第一轉臺相對的另一端與所述熨平件連接，所述熨平件朝向所述熱床，所述連接桿能夠帶動所述熨平件靠近或遠離所述熱床
。
[0017]在一種可行的實施方式中，包括吸粉機構，所述吸粉機構包括吸粉管體
、
吸頭
、
流量計和壓縮機，所述吸粉管體與所述第一位移件連接，所述吸粉管體的一端連接所述吸頭，所述吸粉管體的另一端連接壓縮機，所述吸頭朝向所述熱床，所述流量計設置在所述管體與所述壓縮機之間的管路上，且所述流量計用于控制所述吸粉機構的氣體流速
。
[0018]在一種可行的實施方式中，所述注粉機構包括第二轉臺
、
機械臂
、
正負壓管路和送取料噴嘴，所述機械臂與所述第二轉臺連接，且所述第二轉臺用于帶動所述機械臂連水平轉動，其中，
[0019]所述送取料噴嘴包括噴嘴本體
、
密封活塞和第一振蕩器，所述噴嘴本體具有容置空間，所述密封活塞設置在所述容置空間內；
[0020]所述正負壓管路與所述送取料噴嘴連接，所述正負壓管路用于使所述密封活塞沿所述容置空間的延伸方向移動；
[0021]所述第一振蕩器與所述送取料噴嘴連接，所述第一振蕩器用于使所述容置空間內的粉料振動
。
[0022]在一種可行的實施方式中，還包括儲粉機構，所述儲粉機構包括儲粉罐
、
第二加熱件和第二振蕩器，所述第二加熱件和所述第二振蕩器設置在所述儲粉罐上，且所述第二加熱件用于加熱所述儲粉罐內的粉料，所述第二振蕩器用于振動所述儲粉罐內的粉料
。
[0023]在一種可行的實施方式中，所述第二加熱件設置為環形加熱圈，所述第二加熱件套設在所述儲粉罐上，所述儲粉罐上還設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器用于檢測所述儲粉罐內粉料的溫度
。
[0024]在本公開的第二方面提供了一種應用上述生坯件成型裝置的成型方法，包括如下步驟：
[0025]調節粉料溫度，開啟所述熱床和所述擠出機構的噴嘴預熱，等待溫度本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種生坯件成型裝置，其特征在于，包括位移機構
(1)、
擠出機構
(2)、
注粉機構
(3)、
熨平機構
(4)、
夯實機構
(5)
以及熱床
(6)
，所述位移機構
(1)
包括第一位移件
(11)、
第二位移件
(12)
和第三位移件
(13)
，所述注粉機構用于向所述熱床
(6)
上注粉，其中，所述擠出機構
(2)、
所述夯實機構
(5)
和所述熨平機構
(4)
與所述第一位移件
(11)
連接，所述第一位移件
(11)
用于帶動所述擠出機構
(2)、
所述夯實機構
(5)
和所述熨平機構
(4)
水平移動；所述熱床
(6)
設置在所述擠出機構
(2)、
所述夯實機構
(5)
和所述熨平機構
(4)
的下方，所述熱床
(6)
與所述第二位移件
(12)
連接，所述第二位移件
(12)
用于帶動所述熱床
(6)
靠近或遠離所述第一位移件
(11)
；所述第三位移件
(13)
與所述第一位移件
(11)
連接，所述第三位移件
(13)
用于帶動所述第一位移件
(11)
靠近或遠離所述熱床
(6)。2.
根據權利要求1所述的生坯件成型裝置，其特征在于，所述夯實機構
(5)
包括第一安裝板
(51)、
第一限位件
(52)
和夯實件本體
(53)
，所述第一安裝板
(51)
與所述第一位移件
(11)
連接，所述第一限位件
(52)
和所述夯實件本體
(53)
設置在所述第一安裝板上
(51)
，其中，所述夯實件本體
(53)
一端部設置有壓力傳感
(54)
，所述壓力傳感
(54)
器朝向所述熱床
(6)
，所述夯實件本體
(53)
能夠帶動所述壓力傳感
(54)
靠近或遠離所述熱床
(6)
；所述第一限位件
(52)
用于限定所述夯實件本體
(53)
的移動范圍
。3.
根據權利要求1所述的生坯件成型裝置，其特征在于，還包括負載面板
(7)
，所述負載面板
(7)
與所述第一位移件
(11)
連接，所述擠出機構
(2)、
所述夯實機構
(5)
和所述熨平機構
(4)
設置在所述負載面板
(7)
上
。4.
根據權利要求1所述的生坯件成型裝置，其特征在于，所述擠出機構
(2)
包括管體
(21)、
壓頭
(22)、
第一加熱件
(23)
和噴嘴
(24)
，所述管體
(21)
具有進料口和出料口，所述噴嘴
(24)
與所述出料進口連接，所述壓頭
(22)
設置在所述管體
(21)
內，且所述壓頭
(22)
用于使原料向所述噴嘴
(24)
移動，所述第一加熱件
(23)
用于加所述管體
(21)
內的原料
。5.
根據權利要求1所述的生坯件成型裝置，其特征在于，所述熨平機構
(4)
包括第二安裝板
(41)、
連接桿
(42)、
第一轉臺
(43)、
第二限位件
(44)
和熨平件
(45)
，所述第二安裝板
(41)
與所述第一位移件
(11)
連接，所述第二限位件
(44)
和所述連接桿
(42)
設置在所述第二安裝板
(41)
上，其中，所述第一轉臺
(43)
的一端與所述連接桿
(42)
連接，所述第一轉臺
(43)
相對的另一端與所述熨平件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李祥友，賀兵，王澤敏，李江濤，黃智杰，李樹寒，蘭新強，鄧涵文，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：