[发明专利]一种全流程超声波辅助半固态增材制造装置及工艺

说明书

一种全流程超声波辅助半固态增材制造装置及工艺，包括基板，基板与垂直安装架连接；垂直安装架内的基板上安装有三坐标伺服运动加热平台、伺服运动控制卡、超声波发生器、多通道温度控制器；垂直安装架上部和水平安装架连接，水平安装架连接非接触式激光加热测温装置，水平安装架中部与总安装板连接，总安装板安装有冷挤压丝材制备装置与丝材送进装置，丝材送进装置和超声辅助挤出装置连接，由挤压坯料挤压获得的冷挤丝材依次通过丝材送进装置与超声辅助挤出装置，最终与放置在三坐标伺服运动加热平台上的堆积坯料相接触；本发明降低了工艺繁复度及生产成本，提高了整个工艺流程的协调性与连续性，获得良好微观组织的同时提高工艺的成形质量。

技术领域

本发明涉及金属增材制造技术领域，具体涉及一种全流程超声波辅助半固态增材制造装置及工艺。

背景技术

金属增材制造技术按照加热热源不同可划分为激光、电子束以及电弧，其中激光金属增材包含选择性激光烧结(SLS)、选区激光熔化技术(SLM)、激光熔覆沉积(LCD)，电子束金属增材则主要指代熔融金属技术(EBM)、三维微焊接(3DMW)技术。

目前主流的金属增材都通过热源直接加热金属至上千摄氏度以上，这使得难以避免的金属氧化问题更加严重，由此产生的较高的温度梯度也诱使成形零件内部产生较大的内应力，因此金属增材过程中往往需要额外增材出实心柱状支撑以避免产生热变形，需要繁复的后处理工序，以上不利因素将影响零件的力学性能、增加工艺难度。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种全流程超声波辅助半固态增材制造装置及工艺，降低了工艺繁复度及生产成本，提高了成形件的力学性能，提高了整个工艺流程的协调性与连续性，获得良好微观组织的同时提高工艺的成形质量。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种全流程超声波辅助半固态增材制造装置，包括基板19，基板19与垂直安装架25底部连接；位于垂直安装架25内侧的基板19上安装有三坐标伺服运动加热平台18、伺服运动控制卡21、超声波发生器22、多通道温度控制器23；垂直安装架25上部和水平安装架27两端连接，水平安装架27上连接有非接触式激光加热测温装置20，水平安装架27中部与总安装板10连接，总安装板10安装有冷挤压丝材制备装置与丝材送进装置13，丝材送进装置13和超声辅助挤出装置15连接，由挤压坯料9挤压获得的冷挤丝材16依次通过丝材送进装置13与超声辅助挤出装置15，最终与放置在三坐标伺服运动加热平台18上的堆积坯料17相接触。

所述的冷挤压丝材制备装置位于总安装板10上方，冷挤压丝材制备装置包括伺服电动推缸1，伺服电动推缸1机体安装在电动缸连接板2上，电动缸连接板2通过长连接杆5和挤压筒安装板6连接，挤压筒安装板6和总安装板10则通过短连接杆8连接；

伺服电动推缸1活动端通过电缸挤压杆转接头3与挤压杆4上端连接，挤压杆4和上挤压筒7内腔间隙配合，上挤压筒7上部安装在挤压筒安装板6上，上挤压筒7下端和下挤出头11连接，上挤压筒7筒体内放置有铸态的挤压坯料9。

所述的丝材送进装置13安装在冷挤压丝材制备装置正下方，送进机构壳体1302上端通过下挤压头送进壳体1301转接头与下挤出头11下端相连，送丝机构壳体1302下端与送进机构连接板14连接，送进丝构连接板14通过细连接杆12与总安装板10连接；

所述的送丝机构壳体1302内槽安装有被动摩擦轮架1306，被动摩擦轮架1306与固接在送丝机构壳体1302上的固定块1308之间水平放置有夹紧弹簧1307；被动摩擦轮架1306上安装有被动摩擦轮1305，被动摩擦轮1305和主动送丝齿轮1304配合夹紧冷挤丝材16，主动送丝齿轮1304与送丝电机1303连接。