【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及增材制造領域，尤其涉及一種攪拌摩擦固相增材制造裝置及方法。
技術介紹
1、鋁合金材料在增材制造過程中，尤其是在沉積層的堆積過程中，材料流動性不足，導致成型件內部結構不均勻，影響其力學性能；由于鋁合金材料表面容易形成氧化膜，傳統的增材制造技術難以實現各沉積層之間的有效結合，導致成型件的層間結合強度不足。
2、針對現有技術中的以上問題，目前還沒有一個有效的解決方法。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本專利技術提供一種攪拌摩擦固相增材制造裝置及方法，通過在軸肩段設置中空內腔，提供對原料棒的周向約束進而提高原料的流動性；通過底部軸肩平面的螺旋孔及碾壓針結構，破壞氧化膜以提高層間結合性，以解決現有技術中增材制造過程中原料流動性差及沉積層層間結合強度不足的問題。
2、為達到上述目的，本專利技術提供了一種攪拌摩擦固相增材制造裝置，包括：軸肩段，所述軸肩段中空，中空內腔用于容置原料棒；所述軸肩段的底部軸肩平面設有至少一個螺旋孔和至少一組碾壓針；夾持段，所述夾持段與所述軸肩段可拆卸連接。
3、進一步可選的，所述碾壓針為水滴狀。
4、進一步可選的，所述碾壓針為兩組，每組中的碾壓針在同一個圓周上均勻分布。
5、進一步可選的，一組碾壓針的形狀和尺寸與沉積層的厚度適配，用于攪碎沉積層并破壞氧化層；另一組碾壓針的形狀和尺寸與邊緣層的厚度及結構適配，用于改善邊緣層間的結合性。
6、進一步可選的，所述中空內腔中設有至少一個凸起
7、進一步可選的，所述螺旋孔為阿基米德螺型花紋。
8、進一步可選的，所述螺旋孔包括至少一個螺旋升角，用于優化材料的包攏效果和驅動能力。
9、進一步可選的，所述底部軸肩段與碾壓針為剛性材料。
10、另一方面，本專利技術還提供了一種攪拌摩擦固相增材制造方法，采用上述的攪拌摩擦固相增材制造裝置進行增材制造，包括：將夾持段與分體式刀柄連接；將原料棒插入軸肩段的中空內腔，并使其一端凸出軸肩段的底部軸肩平面；啟動控制設備，帶動軸肩段對原料棒進行攪拌摩擦，直至殼體成型。
11、進一步可選的，所述啟動控制設備，帶動軸肩段對原料棒進行攪拌摩擦包括：實時監測熔融區的溫度，并將溫度控制在預設溫度范圍內。
12、上述技術方案具有如下有益效果：提高材料流動性及增強層間結合性：通過中空內腔實現了對原材料的周向約束，促進了材料在增材制造過程中的均勻消耗和流動性，從而改善了成型件的內部結構和力學性能；獨特的"阿基米德螺型花紋"底面軸肩段和水滴狀"碾壓針"設計，有效破壞了沉積層的氧化膜，提高了層間結合性，顯著減少了分層現象，提升了成型件的整體強度；選用高強度、高耐磨性的合金鋼作為底面軸肩段和"碾壓針"的材料，提高了工具的耐用性，減少了因磨損導致的更換頻率，降低了維護成本。
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1.一種攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
7.根據權利要求6所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
8.根據權利要求1所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
9.一種攪拌摩擦固相增材制造方法，其特征在于，采用權利要求1-8任一項所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置進行增材制造，包括：
10.根據權利要求9所述的攪拌摩擦固相增材制造方法，其特征在于，所述啟動控制設備，帶動軸肩段對原料棒進行攪拌摩擦包括：
【技術特征摘要】
1.一種攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的攪拌摩擦固相增材制造裝置，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董鵬，汪卓然，王懷慎，胡焱玲，田勝云，劉國廷，賈本業，
申請(專利權)人：中國船舶集團汾西重工有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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