[实用新型]一种用于提高金属增材制造零件性能的装置

说明书

本实用新型提供一种用于提高金属增材制造零件性能的装置，包括位置调整单元、运动单元、基座单元和控制单元；位置调整单元将工件支撑在水平面上及工件在水平面上转动控制；运动单元在基座单元上，运动单元的输出端固定有执行单元；所述的执行单元包括电磁感应加热单元、红外温度检测单元和锤击单元，运动单元用于执行单元在水平面方向和竖直方向上的运动控制，电磁感应加热单元对工件的局部进行设定温度的加热，红外温度检测单元用于对工件加热的局部进行温度检测，锤击单元对工件达到加热设定温度的局部进行锤击；控制单元输入端连接红外温度检测单元输出端，输出端分别连接位置调整单元、运动单元、电磁感应加热单元和锤击单元输入端。

技术领域

本实用新型涉及金属增材制造设备，具体为一种用于提高金属增材制造零件性能的装置。

背景技术

增材制造俗称3D打印，与传统的车、铣、刨、磨加工方式相比，是以数字模型为基础，将材料逐层累加，即“自下而上”的方式实现实体零件制造的技术。它是一种基于三维数字模型，通过分层切片技术，将三维模型转换为一系列二维轮廓信息，然后利用不同的工艺模式按照轮廓轨迹逐层堆积，最终形成所设计的三维实体。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。

增材制造技术因其独特的优势，如可成形复杂零件、加工工序减少、加工周期缩短和实现个性化定制成本降低等，在近二十年来取得飞速发展。而金属增材制造技术是以激光、电弧、电子束和等离子等作为热源，加热材料使之烧结或熔化，逐层堆积实现零件成形的方法。

在成形过程中，材料逐渐被堆积，层数在累加，由于零件不同位置与周围环境热交换能力不同，逐层制造的零件中会出现温度分布不均匀，以及热量不断累积，使得各部位的凝固冷却不一致造成残余应力，从而导致零件的变形、收缩和翘曲，当构件的尺寸越大、形状越复杂时这一现象更加突出。成形过程中，如果材料受潮、保护气体不纯或气体保护效果不好时，液态熔池会溶解部分气体，熔池凝固时，气体来不及溢出就会在零件中形成气孔。这可能导致零件力学性能下降。并且成形过程中还会出现裂纹、未熔合和夹渣等不可预知的冶金缺陷，这都会影响成形零件内部质量和力学性能。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于提高金属增材制造零件性能的装置，结构简单，设计合理，实施方便，能够降低金属增材制造零件的残余应力、减少气孔、改善金属内部组织，以提高成形件的力学性能。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种用于提高金属增材制造零件性能的装置，包括位置调整单元、运动单元、基座单元和控制单元；

所述的位置调整单元用于将工件支撑在水平面上，并用于工件在水平面上的转动控制；

所述的运动单元设置在基座单元上，运动单元的输出端固定设置执行单元；所述的执行单元包括电磁感应加热单元、红外温度检测单元和锤击单元，运动单元用于执行单元在水平面方向和竖直方向上的运动控制，电磁感应加热单元用于对工件的局部进行设定温度的加热，红外温度检测单元用于对工件加热的局部进行温度检测，锤击单元用于对工件达到加热设定温度的局部进行锤击；

所述的控制单元的输入端连接红外温度检测单元的输出端，输出端分别连接位置调整单元、运动单元、电磁感应加热单元和锤击单元的输入端。

优选的，所述的运动单元包括相互垂直X、Y和Z轴滑轨；X轴滑轨固定在基座单元上，与X轴滑轨滑动配合的X轴滑块上固定设置Y轴滑轨，与Y轴滑轨滑动配合的Y轴滑块上固定设置Z轴滑轨，与Z轴滑轨滑动配合的Z轴滑块上固定设置执行单元。

进一步，Z轴滑块上固定有竖直设置的连接板，连接板从上到下分别水平设置有第一U型连接架和第二U型连接架，第一U型连接架上分别固定设置红外温度检测单元和电磁感应加热单元，第二U型连接架上固定设置锤击单元。