[发明专利]一种模拟极地条件深冷状态下的增材制造平台装备

说明书

本发明公开一种模拟极地条件深冷状态下的增材制造平台装备，涉及高温差状态下金属增材制造领域，其包括：箱体；高速低温气流发生装置，其与箱体内部相连通；烟尘尾气过滤系统，箱体内部、烟尘尾气过滤系统、外界大气依次连通；多轴增材制造运动机构，其设置于箱体内部，3D打印装置设置于其上；多物理量采集系统，其设置于箱体内部，且其包括温度检测装置、气流检测装置、压力检测装置及烟尘检测装置；控制器，高速低温气流发生装置、烟尘尾气过滤系统、多轴增材制造运动机构、温度检测装置、气流检测装置、压力检测装置以及烟尘检测装置均与控制器通信连接。该增材制造平台装备能够实现极地环境下的增材制造成形加工工艺探索和产品性能测试工作。

技术领域

本发明涉及高温差状态下金属增材制造领域，特别是涉及一种模拟极地条件深冷状态下的增材制造平台装备。

背景技术

增材制造，又称“3D打印技术”，是指运用计算机软件建立零件的三维模型，通过特定打印技术以逐层熔凝堆积的方法将离散材料(粉末、液体、丝材等)加工成形的一种低损耗叠层加工技术。通常为了能够保证成型产品的质量，增材制造的宏观环境，通常在25℃以上的空间，并且尽可能采用密闭或者低环流风的区域内，进行激光同轴送粉，电弧熔丝等增材制造工作。随着国家海洋战略向深海和两极拓展，在极地环境(高速低温气流)下，大量装备需要进行增材制造的意义凸显出来，但是目前缺乏对应的研究平台。

因此，如何提供一种能够用于模拟极地环境下的增材制造成形加工工艺探索和产品性能测试工作的增材制造平台成为本领域技术人员目前所亟待解决的问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种模拟极地条件深冷状态下的增材制造平台装备，以实现极地环境下的增材制造成形加工工艺探索和产品性能测试工作。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种模拟极地条件深冷状态下的增材制造平台装备，包括：箱体；用于产生高速低温气流的高速低温气流发生装置，其与所述箱体内部相连通；烟尘尾气过滤系统，所述箱体内部、所述烟尘尾气过滤系统、外界大气依次连通；多轴增材制造运动机构，其设置于所述箱体内部，3D打印装置设置于所述多轴增材制造运动机构上；多物理量采集系统，其设置于所述箱体内部，且其包括用于检测温度的温度检测装置、用于检测气流的气流检测装置、用于检测压力的压力检测装置及用于检测烟尘的烟尘检测装置；控制器，所述高速低温气流发生装置、所述烟尘尾气过滤系统、所述多轴增材制造运动机构、所述温度检测装置、所述气流检测装置、所述压力检测装置以及所述烟尘检测装置均与所述控制器通信连接。

优选地，所述箱体包括外部壳体和镶嵌于所述外部壳体内部的保温舱，所述高速低温气流发生装置和所述烟尘尾气过滤系统均与所述保温舱内部相连通，所述多轴增材制造运动机构和所述多物理量采集系统均设置于所述保温舱内部。

优选地，所述高速低温气流发生装置包括换热器、超低温冷水机以及高速气流发生装置，所述高速气流发生装置包括高速风机、拉瓦尔喷管以及气流表，所述高速风机与所述拉瓦尔喷管的一端相连通、以产生高速气流，所述气流表与所述拉瓦尔喷管相连通、以检测所述高速气流大小，所述拉瓦尔喷管的另一端与所述换热器相连通、以将所述高速气流输入所述换热器内，所述超低温冷水机与所述换热器相连通、以向所述换热器输送冷却水，所述换热器与所述箱体内部连通、以将换热后的所述高速气流输送至所述箱体内部，所述换热器、所述超低温冷水机、所述高速风机以及所述气流表均与所述控制器通信连接。

优选地，所述换热器包括循环风机和多个换热鳍片，所述循环风机的进风侧与所述拉瓦尔喷管远离所述高速风机的一端相连通，多个所述换热鳍片并排设置于所述循环风机的出风侧，各所述所述换热鳍片均与所述超低温冷水机相连通，所述循环风机与所述控制器通信连接。