[实用新型]一种辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置

说明书

本实用新型涉及搅拌摩擦焊接的技术领域，具体涉及一种辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置，特别适用于多层搅拌摩擦增材的制造，该搅拌摩擦增材装置的围栏适于在工作台上限定出增材区域，所述围栏的至少一部分可升降设置，并且，围栏内侧具有冷却喷嘴；可升降设置的围栏可以带动冷却喷嘴随焊上移，从而冷却增材材料的下层区域，以保证下层区域的稳固支撑，从而提高多层材料增材的质量；另外，设置在所述围栏的顶部的加热器也可随焊上移，以控制所述加热器辅助加热上层区域的增材材料，即所述加热器始终对增材位置进行辅助加热，提高增材界面的温度，增加该界面处材料的扩散能力，增加界面结合强度，从而提高成型质量。

技术领域

本实用新型涉及搅拌摩擦焊接的技术领域，具体涉及一种辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置。

背景技术

增材制造是一种新兴的材料加工技术，尤其针对复杂机械机构，具有快速高效的加工优势。搅拌摩擦增材制造作为一种固相增材技术，通过搅拌头摩擦产生热量使之达到塑化状态。一般为了使材料达到良好的塑性状态，需要极高的转速才能获得充足的热量，但是，这将对设备提出较大的性能要求。

对于高温增材材料，例如铜，在较低转速下，无法达到良好的塑性状态。对于较低温的增材材料，例如铝，其可以在低转速下达到塑性状态，但是，采用常规的增材工艺，搅拌头并未穿入结合面的下层材料，增材材料与下层之间仅靠温度与压力结合，并且在搅拌头处于低转速下，界面温度较低，所以界面的结合能力也较差。另外，搅拌摩擦增材过程中，增材材料在搅拌头中伸出，碰到冰冷的基板时会散失热量，会进一步造成材料塑化不佳。当增材高度较高时，增材后底层的材料由于未及时冷却或受热，在受到上层增材搅拌头的挤压过程中，其会在承载上层增材材料时不能起到良好的支撑作用。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中多层搅拌摩擦增材制造时，成型效果差的问题，从而提供一种辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置，其特别适用于多层搅拌摩擦增材的制造，并提高成型质量，该搅拌摩擦增材装置包括，

工作台和围栏，所述围栏适于在工作台上限定出增材区域，所述围栏的至少一部分在驱动装置的作用下可升降运动，并且，所述围栏内侧具有冷却喷嘴；

加热器，其设置在所述围栏的顶部；

以及控制器，根据获取的增材信息向所述围栏的驱动装置发送相应的驱动信号，以控制所述加热器加热增材材料的上层区域、所述冷却喷嘴喷出的冷却介质冷却增材材料的下层区域。

上述辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置中，所述围栏包括一级挡板和二级挡板，所述一级挡板具有第一腔体，所述二级挡板可向上伸出地设置于所述第一腔体内；其中，所述第一腔体内具有所述围栏的驱动装置，所述围栏的驱动装置的活动端与所述二级挡板连接。

上述辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置中，所述围栏的驱动装置为气缸，其活动端固定连接至所述二级挡板的内腔。

上述辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置中，所述一级挡板的顶部具有通孔，所述通孔供所述二级挡板伸出；所述二级挡板的底部设有凸出部，所述凸出部适于与所述一级挡板的通孔边缘的顶壁抵接限位。

上述辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置中，所述气缸的活动端通过垫块与所述二级挡板的内腔顶壁连接。

上述辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置中，所述冷却喷嘴为雾化喷头；所述二级挡板的内侧壁上均匀设有若干所述雾化喷头。

上述辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置中，所述一级挡板的内侧壁上均匀设有若干所述雾化喷头。

上述辅助加热、激冷联合搅拌摩擦增材装置中，所述加热器为感应线圈，其环绕在所述二级挡板的顶部。