[实用新型]一种激光和摩擦辅助的增材装置

说明书

本实用新型提供了一种激光和摩擦辅助的增材装置，该装置包括：架体、激光增材组件、摩擦增材组件和连接组件，架体包括支座和支架，激光增材组件包括激光头和送粉喷嘴，所述送粉喷嘴设置在激光头的末端，并适于将金属粉末送至增材激光源的激光焦点处；摩擦增材组件包括旋转摩擦头，旋转摩擦头设置在支座远离所述支架的一侧上；连接组件包括架体连接单元和激光头连接单元，激光头连接单元与激光头固定连接，架体连接单元与支架活动连接，以带动激光增材组件相对支架沿竖直方向运动，激光头连接单元与架体连接单元转动连接以适于带动激光增材组件相对所述支架转动。该装置结构紧凑、制造成本低，且适于制造复杂结构零件。

技术领域

本实用新型涉及金属零件增材制造技术领域，具体而言，涉及一种激光和摩擦辅助的增材装置。

背景技术

传统的减材制造方法渐渐无法满足近年来工业领域高端零件设计与快速制造越来越迫切的需求。近年来，兴起的增材制造技术由于其一系列优点，例如快速、灵活、节省成本等，很好地弥补了传统制造方法的不足，适合复杂零件的快速制造。

与选区激光熔化金属3D打印技术相比较，激光辅助增材制造技术尤其适用于对大尺寸金属零件的制造及修复过程。但由于激光熔池的快速非平衡凝固特征导致增材金属的残余应力及变形大、柱状晶粒粗大、裂纹缺陷明显等问题，对增材金属力学性能的提高极为不利。

摩擦增材技术是在搅拌摩擦加工技术及设备的基础上开发而来，能够继承FSP技术具有的固相加工残余应力低、细化晶粒等优势，但目前摩擦增材技术制造的摩擦增材金属零件结构复杂程度低、且适用金属少。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是现有技术中激光辅助增材金属残余应力和变形大、晶粒组织粗大、裂纹缺陷严重以及摩擦增材金属零件结构复杂程度低、适用金属少中的至少一个方面。

为解决上述问题，本实用新型提供一种激光和摩擦辅助的增材装置，其特征在于，包括：架体、激光增材组件、摩擦增材组件和连接组件，其中，

所述架体包括支座和支架，且所述支架垂直固定在所述支座的上方；

所述激光增材组件包括激光头和送粉喷嘴，所述送粉喷嘴设置在所述激光头的末端，并适于将金属粉末送至增材激光源的激光焦点处；

所述摩擦增材组件包括旋转摩擦头，所述旋转摩擦头设置在所述支座远离所述支架的一侧上；

所述连接组件包括架体连接单元和激光头连接单元，所述激光头连接单元与所述激光头固定连接，所述架体连接单元与所述支架活动连接，以带动所述激光增材组件相对所述支架沿竖直方向运动，且所述激光头连接单元与所述架体连接单元转动连接以适于带动所述激光增材组件相对所述支架转动。

优选地，所述架体连接单元包括调节齿杆、调节齿轮和架体连接板，所述调节齿轮设置于所述支架的内部，所述调节齿杆适于穿过所述支架远离所述激光头的侧壁后与所述调节齿轮相啮合，所述架体连接板紧贴所述支架靠近所述激光头的外侧壁设置，且所述架体连接板上设置有与所述调节齿轮配合连接的运动齿条。

优选地，所述调节齿轮的厚度不小于所述运动齿条的宽度的一半，且所述调节齿轮的厚度不大于所述运动齿条的宽度。

优选地，所述架体连接单元还包括与所述调节齿轮转动连接的齿轮转轴，所述齿轮转轴的两端分别与所述支架宽度方向的两个侧壁相连接。

优选地，所述激光头连接单元包括激光头连接板和调节螺栓，所述激光头连接板与所述架体连接板转动连接，且所述激光头连接板和所述架体连接板上分别设置与所述调节螺栓相匹配的螺纹孔。

优选地，所述连接组件还包括连接转轴，所述连接转轴与所述激光头连接板和所述架体连接板相连接。

优选地，所述摩擦增材组件还包括驱动电机，所述驱动电机的输出转轴与所述旋转摩擦头连接。