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一种金属细丝 增材制造装置

阅读：441发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种金属细丝增材制造装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种金属细丝增材制造装置，包括送丝机、导电嘴、基板及气氛保护结构，送丝机、导电嘴及基板由上至下依次设置，气氛保护结构包括柔性气密罩，柔性气密罩上设置有进抽气结构；柔性气密罩设置在金属丝熔融成形区域的外侧，对金属丝熔融成形区域形成气氛保护。本实用新型的金属细丝增材制造装置，利用柔性材料良好的弹性、可延展性和气密性实现金属丝熔融成形区域的气氛保护，具有结构简单、易于实现，气压稳定保护效果好的优点，解决了现有采用喷嘴式气体保护结构的金属细丝增材制造装置易产生成形缺陷的问题。，下面是一种金属细丝增材制造装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种金属细丝增材制造装置，包括送丝机(11)、导电嘴(13)、基板(21)及气氛保护结构，所述送丝机(11)、导电嘴(13)及基板(21)由上至下依次设置，其特征在于：
所述气氛保护结构包括柔性气密罩(14)，所述柔性气密罩(14)上设置有进抽气结构；
所述柔性气密罩(14)设置在金属丝熔融成形区域的外侧，对金属丝熔融成形区域形成气氛保护。
2.根据权利要求1所述的金属细丝增材制造装置，其特征在于：
所述柔性气密罩(14)的上端与送丝机(11)连接，下端与基板(21)连接。
3.根据权利要求2所述的金属细丝增材制造装置，其特征在于：
所述柔性气密罩(14)的上端通过连接件(12)与送丝机(11)连接。
4.根据权利要求3所述的金属细丝增材制造装置，其特征在于：
所述连接件(12)为箍或柔性扎带。
5.根据权利要求1至4任一所述的金属细丝增材制造装置，其特征在于：
所述柔性气密罩(14)为牛津布罩、PVC罩、铝箔罩、PA罩、PE罩、橡胶罩、硅胶罩或乳胶罩。
6.根据权利要求5所述的金属细丝增材制造装置，其特征在于：
所述基板(21)上固定设置有连接框架(22)，所述柔性气密罩(14)的下端与连接框架(22)不可拆卸连接。
7.根据权利要求6所述的金属细丝增材制造装置，其特征在于：
所述进抽气结构包括进气嘴(15)和抽气嘴(16)。
8.根据权利要求7所述的金属细丝增材制造装置，其特征在于：
所述抽气嘴(16)、进气嘴(15)设置在柔性气密罩(14)与连接框架(22)连接处，并依靠连接框架(22)固定。

说明书全文

一种金属细丝增材制造装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及金属增材制造领域，具体涉及一种基于电阻热熔融堆积成形的金属细丝增材制造装置。

背景技术

[0002] 基于电阻热熔融堆积成形的金属细丝增材制造方法，能实现高利用率、高质量、低成本、绿色环保的金属零件增材制造，是一种将材料、机械、测控技术和信息处理集为一体的金属增材制造方法。

[0003] 电阻热熔融堆积成形的原理是基于金属丝通电后会产生电阻热，通过电阻热实现金属丝熔融堆覆成形，金属丝通过自动送丝机送入导电嘴，导电嘴连接电源的正极，基板连接电源负极，在金属丝的顶端和基板构成回路，通以一定形式的电流，瞬间熔融金属丝端，熔化后金属液滴由于重力和表面张力的作用沉积在基板上，随着基板的移动和不断的递送丝材，在基板上即可形成堆积的金属零件，实现金属增材制造。

[0004] 目前已经公开的金属细丝增材制造装置，比如申请号为CN201410641856.7的中国专利申请，其结构如图1所示，包括可编程电源1、导丝轮2、脉动送丝机构及三维运动控制系统3、金属丝材4、导电嘴5、喷嘴6及基板7，在金属丝材熔积成形时，通过喷嘴向金属丝材前端输送保护气体，以避免金属细丝在熔融堆积过程中氧化。

[0005] 该申请中，采用喷嘴输送保护气体的结构存在的问题是：气流小时，无法实现良好的气氛保护，仍然有金属氧化的现象；气流大时，影响工艺过程，比如金属3D打印时，大气流会把金属液滴吹散，导致成形缺陷。发明内容

[0006] 为了解决现有金属细丝增材制造装置采用喷嘴式气氛保护结构，无法实现良好的气氛保护，且易导致成形缺陷的技术问题，本发明提供一种金属细丝增材制造装置。

[0007] 本发明的技术解决方案是：

[0008] 一种金属细丝增材制造装置，包括送丝机、导电嘴、基板、气氛保护结构，所述送丝机、导电嘴及基板由上至下依次设置，其特殊之处在于：

[0009] 所述气氛保护结构包括柔性气密罩，所述柔性气密罩上设置有进抽气结构；

[0010] 所述柔性气密罩设置在金属丝熔融成形区域的外侧，对金属丝熔融成形区域形成气氛保护。

[0011] 进一步地，所述柔性气密罩的上端与送丝机连接，下端与基板连接。

[0012] 进一步地，所述柔性气密罩的上端通过连接件与送丝机连接。

[0013] 进一步地，所述连接件为箍或柔性扎带。

[0014] 进一步地，所述柔性气密罩为牛津布罩、PVC罩、铝箔罩、PA罩、PE罩、橡胶罩、硅胶罩或乳胶罩。

[0015] 进一步地，所述基板上固定设置有连接框架，所述柔性气密罩14的下端与连接框架不可拆卸连接。

[0016] 进一步地，所述进抽气结构包括进气嘴和抽气嘴。

[0017] 进一步地，所述抽气嘴、进气嘴设置在柔性气密罩与连接框架连接处，并依靠连接框架固定。

[0018] 本发明与现有技术相比，有益效果是：

[0019] 1、本实用新型的金属细丝增材制造装置，利用柔性材料良好的弹性、可延展性和气密性，实现金属丝熔融成形区域的气氛保护，具有结构简单、易于实现，气压稳定、保护效果好的优点，解决了现有采用喷嘴式气体保护结构的金属细丝增材制造装置易产生成形缺陷的问题。

[0020] 2、本实用新型的金属细丝增材制造装置，利用柔性气密罩作为气氛保护结构，柔性气密罩的排气采用一般的抽气泵就可以完成，与现有的刚性容器相比，抽真空难度降低了，可以比较简便的实现高纯度的气氛保护。附图说明

[0021] 图1为申请号为CN201410641856.7的中国专利申请的结构图；

[0022] 图2为本发明实施例金属细丝增材制造装置气氛保护结构抽气状态示意图；

[0023] 图3为本发明实施例金属细丝增材制造装置气氛保护结构充气后的状态示意图。

[0024] 图1中附图标记为：1-可编程电源、2-导丝轮、3-脉动送丝机构及三维运动控制系统、4-金属丝材、5-导电嘴、6-喷嘴、7-基板。

[0025] 图2、图3中附图标记为：11-送丝机、12-连接件、13-导电嘴、14-柔性气密罩、15-进气嘴、16-抽气嘴、17-温度传感器、18-气体纯度传感器、19-机架、20-运动机构、21-基板、22-连接框架。

具体实施方式

[0026] 以下结合附图对本发明进行详细说明。

[0027] 如图2-3所示，本发明的金属细丝增材制造装置，包括机架19、送丝机11、导电嘴13、基板21、气氛保护结构及运动机构20，送丝机11、导电嘴13及基板21由上至下依次设置，基板21是金属材料的，气氛保护结构包括柔性气密罩14，柔性气密罩14上设置有进抽气结构；柔性气密罩14设置在金属丝熔融成形区域的外侧，对金属丝熔融成形区域形成气氛保护。柔性气密罩14的上端通过箍与送丝机11连接。柔性气密罩14为牛津布罩，基板21上固定设置有连接框架22，柔性气密罩14的下端与连接框架22粘接。进抽气结构包括进气嘴15和抽气嘴16。抽气嘴16、进气嘴15设置在柔性气密罩14与连接框架22连接处，并依靠连接框架
22固定。使用时，进气嘴15和含保护气体的气罐相连，用于充入保护气体；抽气嘴16与抽气泵连接，用于将残余气体排出。温度传感器17用于检测环境或者基板21温度，实现闭环温控。气体纯度传感器18用于根据不同需要可以包含水氧含量，气体压强等等传感器，实现气体质量气体压力等闭环控制。

[0028] 本实用新型金属细丝增材制造装置工作过程是：

[0029] 1、金属丝成形前，通过打开连接件12，使得气密罩开放，将基板21加热设备调试并安装好，紧固连接件12，并通过抽起嘴将柔性气密罩14残余气体排空，气密罩紧贴导电嘴13，柔性气密罩14内部无气体。

[0030] 2、打开气阀，根据不同的需要充入保护气氛甚，金属丝熔融堆积成形。

[0031] 3、成形完毕，松开连接件12，打开气密罩，取出成形件。

[0032] 步骤2)中的所充入的保护气体也可以是混合气体，如二氧化碳，氦气，氩气等等，人们发现由不同气体组成的混合气体适应不同的金属材料和焊接工艺的需要，并能获得最佳的保护效果、优良的电弧特性及十分稳定的熔滴过渡特性,比用单一气体更易得到好的焊接结果。现在,采用混合气体的趋向愈来愈强,混合气体的种类也越来越多。

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