[实用新型]一种大功率推挽式超声滚焊固结-增材制造装置

说明书

一种大功率推挽式超声滚焊固结‑增材制造装置，包括同轴依次连接的第一换能器、第一调幅器、滚焊压头、第二调幅器和第二换能器，滚焊压头的中部同轴设置压滚体，第一换能器和第二换能器安装在滚焊压头两侧组成推挽联合控制式结构；第一换能器和第一调幅器的连接节点处经轮孔固定有第一同步带轮，第二换能器和第二调幅器的连接节点处经轮孔固定有第二同步带轮，第一同步带轮和第二同步带轮分别经同步带与动力装置相连接，第一换能器和第二换能器分别经第一导电滑环和第二导电滑环与电力装置连接，本实用新型结构简单、易于实现，可以解决传统超声波焊接单侧换能器功率不足的问题，有效提高装置的功率、效率。

技术领域

本专利涉及一种超声滚焊固结-增材制造装置，特别涉及一种大功率推挽式超声滚焊固结-增材制造装置。

背景技术

増材制造（Additive Manufacturing，AM）技术诞生于20世纪80年代后期，俗称3D打印、快速原型制造（Rapid Prototyping）或者实体自由制造（Solid Free-formFabrication），其技术核心是基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系，被认为是近20年来制造领域的重要成果。AM技术从根本上改变了传统的机械制造方式，采用层叠堆积的方式实现了零件的“自由制造”和“近净成形”，解决了复杂结构零件的加工难度和制造成本，极大地提高了制造效率和加工精度，在航空航天、快速模具制造以及生物医学材料领域取得了广泛的应用，并且其发展前景极为广阔。

基于金属超声波焊接的超声增材制造（Ultrasonic Additive Manufacturing，UAM）技术，于1999年由密西根大学进行成果转化并成立公司，在经历不断的技术更新后，在铝、铜、镍、钛等多种金属及合金中的增材制造中取得了广泛的应用。UAM原理为：通过两层金属箔片间的高频振动摩擦，在此作用下，金属表面的氧化物和杂质得到有效的清理，纯净的金属箔片在超声波的能量辐射作用下实现了高强度的焊接作用，两层金属片间达到原子间的连接，同时配合精密的数控机械加工，层层叠加，周而复始，最终实现近净成形的増材制造目的。

目前超声波増材制造技术在实际应用中存在以下致命缺陷：一是超声波换能器功率受限，单个换能器功率一般在6kw以下且价格昂贵，可连接箔片厚度较小，一般在0.5mm以下且宽度不超过20mm；在现有设备功率的限制下，部分金属材料如铜等导热系数较大，在超声波焊接过程中易产生能量不足，连接强度下降的现象。

发明内容

针对上述技术问题，公开了一种大功率推挽式超声滚焊固结-增材制造装置，可以解决传统超声波焊接单侧换能器功率不足的缺点，可有效提高超声滚焊固结-增材制造装置的功率及效率，并且可长时间连续滚动工作，具有结构简单、易于实现、高功率、高效率的优点。

为了实现上述技术目标，本发明采用以下技术方案：

一种大功率推挽式超声滚焊固结-增材制造装置，其特征在于：包括同轴依次连接的第一换能器、第一调幅器、滚焊压头、第二调幅器和第二换能器，所述滚焊压头的中部同轴设置圆柱状的压滚体，所述第一换能器和第二换能器分别经第一调幅器和第二调幅器安装在滚焊压头两侧组成推挽联合控制式结构；所述第一换能器和第一调幅器的连接节点处形成第一连接轴，所述的第一连接轴上经轮孔固定有第一同步带轮，所述第二换能器和第二调幅器的连接节点处形成第二连接轴，所述的第二连接轴上经轮孔固定有第二同步带轮，所述的第同步带轮和第二同步带轮分别经同步带与动力装置相连接，所述的第一换能器的外端经第一导电滑环与电力装置连接，所述的第二换能器的外端经第二导电滑环与电力装置连接。