[实用新型]一种基于增材制造的梯度功能零件成形装置

说明书

本实用新型公开了一种基于增材制造的梯度功能零件成形装置，所述成形装置包括送粉系统，所述送粉系统包括粉流送粉器、送粉管路及多路混粉嘴，所述送粉管路为多根，送粉管路作为粉流送粉器向多路混粉嘴传送粉末的管路，且粉流送粉器可通过至少两根送粉管路，同时向多路混粉嘴传送不同成分的粉末；所述多路混粉嘴上设置有混合腔，来自不同送粉管路的粉末由所述混合腔穿过多路混粉嘴，在所述混合腔中发生粉末混合或在多路混粉嘴的粉末输出端发生粉末混合。所述方法基于所述装置。通过该方案提供的装置和相应方法，可实现梯度功能零件成形加工。

技术领域

本实用新型涉增材制造技术领域，特别是涉及一种基于增材制造的梯度功能零件成形装置。

背景技术

常规的材料中分散相是宏观各向同性的，整体材料性能是单质的。相反，梯度功能零件，又称梯度功能复合材料零件，其内部不同区域具有不同的材料，即具有不同的性质或功能，从而综合利用不同单一材质的性能使得零件呈现不同的特性，如导热性能、导电性能、耐高温性能等。同时，梯度功能零件利用2种及以上不同性能的材料，通过连续地改变材料的组份，使得不同材料内部之间结合界面消失，组份间渐变转变，以减小和克服结合部位的性能不匹配因素。其用途已不局限于航空、航天、核工业，其应用已扩大到电子、化学、生物医学工程等领域。然而，梯度功能零件的复杂结构成形始终是难以克服的难题，迫切需要建立新的加工成形技术。

目前，梯度功能零件制备方法主要有：化学气相沉积法、物理蒸发法、等离子喷涂法、颗粒梯度排列法、自蔓延高温合成法、液膜直接成型法及薄膜浸渗成型法等。一方面，上述传统梯度功能零件制备方法主要用于制备梯度度功能材料毛坯，成型精度较低，仍需要进行后精密加工；另一方面，上述传统梯度功能零件制备方法存在成型效率低、设备复杂等缺点。因此，急需建立成形精度高、成形效率高的新型梯度功能零件的制备装置和技术。

相对于传统的原材料减材加工模式不同，增材制造技术是一种“自下而上”通过材料逐层累加的制造方法，从而使得复杂结构的零件高效加工变为可能。在目前已知的增材制造技术中，粉流型激光增材制造技术可被用来制备梯度功能零件。然而，粉流型增材制造技术的精度较差，同时不能建立支撑，难以进行复杂结构梯度功能零件的精密成形。此外，选区激光熔化增材制造技术是目前被广泛采用的成熟增材制造技术，成形精度高，可加工材料范围广。同时，采用电子束代替激光作为高能束能量输入，可形成选区电子束熔化增材制造技术。然而，无论是传统的选区激光熔化增材制造技术，还是传统的选区电子束熔化增材制造技术，都难以制备复杂结构的梯度功能零件。

基于选区激光熔化增材制造技术，梯度功能零件制备的关键是不同层不同组份材料的送粉和铺粉技术及混粉问题的解决。中国专利文献库公开的名称为《基于三维异质铺粉的梯度功能零件增材制造方法》（公开号：CN104588650A）的专利申请公开了一种基于选区激光熔化增材制造技术的梯度功能零件制备的送粉和铺粉方法及装置。但是，该专利申请仍不能实现梯度功能零件不同组份材料的渐变，还不能用来制备严格意义的梯度功能零件。因此，基于选区激光增材制造技术，研发梯度功能零件的制备方法和装置仍然是当前需要解决的问题。

实用新型内容

针对上述提出的基于选区激光增材制造技术，研发梯度功能零件的制备方法和装置仍然是当前需要解决的技术问题，本实用新型提供了一种基于增材制造的梯度功能零件成形装置。通过该方案提供的装置和相应方法，可实现梯度功能零件成形加工。

针对上述问题，本实用新型提供的一种基于增材制造的梯度功能零件成形装置通过以下技术要点来解决问题：一种基于增材制造的梯度功能零件成形装置，所述成形装置包括送粉系统，所述送粉系统包括粉流送粉器、送粉管路及多路混粉嘴，所述送粉管路为多根，送粉管路作为粉流送粉器向多路混粉嘴传送粉末的管路，且粉流送粉器可通过至少两根送粉管路，同时向多路混粉嘴传送不同成分的粉末；

所述多路混粉嘴上设置有混合腔，来自不同送粉管路的粉末由所述混合腔穿过多路混粉嘴，在所述混合腔中发生粉末混合或在多路混粉嘴的粉末输出端发生粉末混合。