[发明专利]铜合金多层复合结构成型用多轴送粉铺粉装置及其工艺流程

说明书

本发明提供了一种铜合金多层复合结构成型用多轴送粉铺粉装置及其工艺流程，所述铜合金多层复合结构成型用多轴送粉铺粉装置包括打印平台、送粉铺粉机构、清粉机构和粉末回收机构；所述打印平台用于放置打印基体；所述送粉铺粉机构内分别装有白铜粉末和青铜粉末，所述送粉铺粉机构将流出的白铜粉末或青铜粉末均匀的平铺在打印基体上的打印区域；所述清粉机构用于将多余的白铜粉末或青铜粉末扫出打印区域；所述粉末回收机构位于打印平台的周边，用于回收多余的白铜粉末或青铜粉末。采用该装置的工艺流程简单，成型部件具有较高的尺寸精度，可加工具有复杂形状的部件，且异种铜合金的交替打印可以有效结合两种材料的优异性能。

技术领域

本发明涉及的是一种铜合金多层复合结构成型用多轴送粉铺粉装置及其工艺流程，属于复合结构增材制造技术领域。

背景技术

铜合金具有导电性好、导热性好和耐蚀性好等优点。在航空航天，电力，机械制造业等领域广泛应用。其中以镍为主要添加元素的铜镍合金(白铜)强度、耐蚀性及热电性较为优异，而以以锡为主要添加元素的铜锡合金(青铜)具有熔点低、硬度大、可塑性强、耐磨等特性。通过两种成分铜合金的结合而形成的多层复合结构能够兼具两种铜合金的优势，在工业应用中具有极大前景。

白铜与青铜的层状结构可通过传统的方法获得。在授权公告号为CN106494032B、授权公告日为2018.07.27的发明专利中公开了一种层状结构镁合金复合材料及其制备方法，该复合材料包括至少两个层状组元,各层之间通过镶嵌铸造冶金结合在一起,过渡层为由至少种不同结构的亚层构成,条状析出物分散层,无析出层和颗粒状析出物分散层。但该方法局限性较大，且应用于铜合金复合结构的制备较为复杂。

在授权公告号为CN108611511B、授权公告日为2019.08.09的发明专利中公开了一种三维互通CNTs/Cu复合材料及其制备方法，其运用放电等离子预压烧结三维疏松结构，并采用水辅助化学气相沉积(CVD)法实现CNTs的原位生成，最后采用SPS制备CNTs/Cu复合材料。这项过程较为复杂，且对设备要求较高，故不便于广泛应用于铜合金复合结构的制备。

而3D技术作为一种快速成型技术，可以通过逐层打印的方式来构建复合结构，且该技术具有成本低、效率高等优势，可以极大提高生产效率、节省成本。目前这项技术已广泛应用于医疗器械、汽车制造、工业设计等诸多领域。

在申请公布号为CN111957967A、申请公布日为2020.11.20的发明专利申请中公开了一种3D打印制备多尺度陶瓷相增强金属复合材料的方法，其采用微米级TiC、TiB₂、WC、SiC、CrC和A1₂O₃中的一种或多种陶瓷颗粒作为原料，通过分批次加入陶瓷颗粒与一定比例的金属粉末，进行特定的球磨工艺、等离子球化、气流分级以及筛分，得到球形度高、流动性好、粒度范围窄的多尺度陶瓷相均匀分布的金属复合粉末，通过3D打印制备多尺度陶瓷相增强的金属复合材料。但这种工艺无法将两种完全不同的铜合金可控的结合在一起，这就是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种铜合金多层复合结构成型用多轴送粉铺粉装置及其工艺流程，采用该装置的工艺流程简单，成型部件具有较高的尺寸精度，可加工具有复杂形状的部件，且异种铜合金的交替打印可以有效结合两种材料的优异性能。

本方案是通过如下技术措施来实现的：铜合金多层复合结构成型用多轴送粉铺粉装置，它包括打印平台、送粉铺粉机构、清粉机构和粉末回收机构；

所述打印平台用于放置打印基体；

所述送粉铺粉机构内分别装有白铜粉末和青铜粉末，所述送粉铺粉机构将流出的白铜粉末或青铜粉末均匀的平铺在打印基体上的打印区域；

所述清粉机构用于将多余的白铜粉末或青铜粉末扫出打印区域，每铺一层粉末之前，所述清粉机构单向运动一次，将打印区域多余的粉末扫出打印区域；