[发明专利]能进行磁场控制和母材输运的增材制造装置

权利要求书

1.一种能进行磁场控制和母材输运的增材制造装置，主要包括增材制造装置机架本体、控制装置、激光装置、电源装置、原料供应装置和工作平台，待制造的零件在工作平台上的基板之上制备，控制装置主要根据相应装置采集的信息和使用者输入的信息，通过数据处理后向各装置发出控制指令，所述电源装置为各装置提供电能，激光装置主要包括激光发射器，其特征在于：激光发射器光源装置固定安装在增材制造装置机架本体上，提供辐射方向和功率均可调节的激光热源，在进行增材制造时使所发射的激光束的焦点设置于基材或熔池的上方，控制装置主要控制激光装置输出的激光的功率和扫描路径以及工作平台的移动；增材制造装置还包括保护气体装置，为整个增材制造过程提供气体保护的氛围，将增材制造装置在封闭腔体中，在腔体内充入保护气体，并抽出腔体内气体，来实现增材制造过程的气体保护；所述原料供应装置采用增材制造母材输运装置，为增材制造过程提供原料，原料母材粉末或者原料丝材，在保护气体气氛下，将原料输送至基板上的每一层待制造的零件的激光成形位置处，激光逐层将原料熔化并形成逐层熔池；熔池在基板或者已经凝固的零件部分的强冷作用下进行凝固，使待制造的零件进行层层叠加成形；在熔池进行凝固时，通过磁场控制装置（7）在增材制造过程中施加外部磁场，对原料母材粉末或者原料丝材在受激光照射后快速熔化-凝固过程进行非接触干预，最终直接制备出零件；在进行增材制造过程中，采用如下任意一种方法，调控激光装置或磁场控制装置（7），使激光熔池区域的磁场强度以及方向不变化：

方法一：采用激光立体成形增材制造或金属丝增材制造方法，使激光方向相对于激光发射器始终不变；而熔池始终在在激光焦距下方某一固定位置；将磁场发生装置固定在激光发射器上来满足磁场需要；

方法二：采用铺粉式增材制造方法，使激光扫描时激光发射器不动，使磁场控制装置（7）与基板保持相对静止，保证零件的中心部位保持处于磁场中心位置。

2.根据权利要求1所述能进行磁场控制和母材输运的增材制造装置，其特征在于：所述增材制造母材输运装置采用喷头送粉方式、丝材输送方式和铺粉方式中的任意一种方式或者任意几种的混合方式进行为增材制造过程提供原料。

3.根据权利要求2所述能进行磁场控制和母材输运的增材制造装置，其特征在于：

当增材制造母材输运装置采用铺粉方式为增材制造过程提供原料时，原料母材粉末采用无磁不锈钢材料、铝、铝合金、钛、钛合金、镍、镍合金和钴铬合金中任意一种金属材料或任意几种金属材料，或者采用陶瓷材料；

或者，当增材制造母材输运装置采用丝材输送方式为增材制造过程提供原料时，原料丝材采用无磁不锈钢材料、铝、铝合金、钛、钛合金、镍、镍合金和钴铬合金中任意一种金属材料或任意几种金属材料，或者采用塑料丝材。

4.根据权利要求2所述能进行磁场控制和母材输运的增材制造装置，其特征在于：所述增材制造母材输运装置采用喷头送粉方式为增材制造过程提供原料，所述增材制造母材输运装置采用使用多喷头送粉器来送进粉料，每个喷头皆具有进粉口（2）和喷粉口（3），多个喷头在熔池周围对称分布，使多个喷粉口（3）方向指向激光斑点方向或熔池方向，通过喷头向熔池位置喷射气粉两相流；在送粉器中使用保护气体，通过将原料母材粉末与保护气体充分混合得到气粉两相流，通过喷粉口（3）将原料母材粉末至基板上的激光斑点位置处或熔池位置处进行加热熔化。

5.根据权利要求2所述能进行磁场控制和母材输运的增材制造装置，其特征在于：所述增材制造母材输运装置采用丝材输送方式为增材制造过程提供原料，原料丝材从丝材输运出口（1）直接送进工作平台上的基板上，被激光熔化之后形成熔池。

6.根据权利要求2所述能进行磁场控制和母材输运的增材制造装置，其特征在于：所述增材制造母材输运装置采用铺粉方式为增材制造过程提供原料，通过预先铺粉来输送原料母材粉末。