[发明专利]一种轧辊等离子3D打印设备及方法

权利要求书

1.一种轧辊等离子3D打印设备，其特征在于：由监控系统、等离子束流加工系统和供待成型轧辊放置的水平打印台组成，所述待成型轧辊包括辊芯(3-1)和布设在辊芯(3-1)中部外侧的辊身外层(3-2)，辊身外层(3-2)与辊芯(3-1)呈同轴布设；所述水平打印台包括水平支撑机构(16)和固定安装在水平支撑机构(16)上且带动辊芯(3-1)绕其中心轴线进行旋转的水平旋转机构(4)，所述水平旋转机构(4)位于水平支撑机构(16)上方，所述辊芯(3-1)呈水平布设且其安装于水平旋转机构(4)上；

所述等离子束流加工系统由安装有喷头且用于产生等离子束的等离子体发生器、对所述等离子体发生器的位置进行调整的打印位置调整装置、为所述等离子体发生器提供工作气体的供气装置(1)和用于连续向所述等离子体发生器内送入打印材料的送粉器(2)组成，所述等离子体发生器位于水平旋转机构(4)上方；所述供气装置(1)通过供气管(5)与所述等离子体发生器上所开的进气口连接；所述等离子体发生器内设置有供所述粉末流通的粉末流通通道(14)，所述粉末流通通道(14)与所述等离子体发生器内的放电室(13-4)内部相通且其与所述进气口连通，所述粉末流通通道的外端口为进粉口(22)，所述送粉器(2)的送粉口通过送粉管(6)与进粉口(22)连接；所述打印位置调整装置包括带动所述等离子体发生器在水平面上进行移动的水平移动装置和带动所述等离子体发生器与所述水平移动装置同步移动并相应对所述喷头的出口与辊芯(3-1)之间的距离进行调节的打印距离调节装置，所述等离子体发生器安装在所述水平移动装置上，且所述水平移动装置安装在所述打印距离调节装置上；

所述监控系统包括对所述水平移动装置进行控制的水平移动控制器(24)、对辊身外层(3-2)的外表面温度进行实时检测的温度检测单元(9)、对所述喷头的出口与辊芯(3-1)之间的距离进行实时检测的距离检测单元(8)、对所述打印距离调节装置进行控制的打印距离调节控制器(10)、对辊芯(3-1)的旋转角度进行实时检测的旋转角度检测单元(26)和对水平旋转机构(4)进行控制的旋转控制器(15)，所述水平移动控制器(24)与所述水平移动装置连接，所述打印距离调节控制器(10)与所述打印距离调节装置连接，所述温度检测单元(9)和距离检测单元(8)均与打印距离调节控制器(10)连接；所述温度检测单元(9)与打印距离调节控制器(10)组成温度调控装置；所述旋转角度检测单元(26)与旋转控制器(15)连接。

2.按照权利要求1所述的一种轧辊等离子3D打印设备，其特征在于：所述监控系统还包括对所述等离子体发生器进行控制的等离子发生控制器(7)、对供气管(5)的气体流量进行实时检测的气体流量检测单元(11)和对供气管(5)上安装的流量调节阀(25)进行控制的气体流量控制器(12)，所述等离子发生控制器(7)与所述等离子体发生器连接，所述气体流量检测单元(11)与气体流量控制器(12)连接。

3.按照权利要求1或2所述的一种轧辊等离子3D打印设备，其特征在于：所述等离子体发生器包括等离子枪(13)，所述喷头为等离子枪(13)前端的阳极喷嘴(13-2)；所述等离子枪(13)包括开有所述进气口的枪体(13-1)、位于枪体(13-1)正前方的阳极喷嘴(13-2)和插装于枪体(13-1)内的阴极(13-3)，所述阳极喷嘴(13-2)位于阴极(13-3)前侧，所述放电室(13-4)位于阴极(13-3)前侧且其位于阳极喷嘴(13-2)的后部内侧，所述阳极喷嘴(13-2)的前部内侧为喷口(13-5)。

4.按照权利要求3所述的一种轧辊等离子3D打印设备，其特征在于：所述阳极喷嘴(13-2)、阴极(13-3)和放电室(13-4)均与枪体(13-1)呈同轴布设；所述粉末流通通道(14)与枪体(13-1)呈倾斜布设且其前端伸入至喷口(13-5)内，所述粉末流通通道(14)为直线式通道且其包括布设在枪体(13-1)内的后侧通道和布设在阳极喷嘴(13-2)内的前侧通道；所述进气口位于枪体(13-1)后侧，所述喷口(13-5)与枪体(13-1)呈同轴布设或与粉末流通通道(14)呈同轴布设。