[实用新型]一种电子束熔丝增材制造装置

说明书

技术领域

本实用新型可用于金属零部件的增材制造领域，特别涉及一种电子束熔丝增材制造装置。

背景技术

增材制造技术又名3D打印或快速成形技术。它是一种以数字三维模型图文件为基础，运用金属粉末、金属丝材或可粘合性塑料等材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术。快速成形制造技术被广泛用在模具制造、工业设计等领域，现正逐渐用于一些产品的直接制造,特别是一些高价值的应用，比如人体植入髋关节、牙齿和一些飞机零部件等。

金属零部件快速成形制造方法主要有激光选区烧结(SLS)、激光选区熔化(SLM)、激光同轴送粉直接制造、电子束熔丝成形(EBAM)、电子束选区熔化成形(EBM)等方法。这几种方法都不同程度存在着局限性，比如几种采用激光为热源的增材制造方法和电子束选区熔化成形都是采用金属粉末作为成形原材料，这些方法所需金属粉末制造难度大，容易受到污染，不易保存，使用成本高，成形效率低。电子束熔丝成形采用金属丝材作为成形原材料，最大的优点是成形速度快，但成形精度较低，适用于制造大型复杂零件的毛坯。

现有电子束熔丝快速成形技术是以电子束作为热源，在基材或上一层熔化堆积层表面形成熔池，并将金属丝送入熔化区域实现逐层堆积快速成形制造。现有的电子束熔丝增材制造装置机床运动模式可分为三种：(1)电子枪固定，由零件承载平台在真空室内进行X、Y、Z三个方向的运动，调整工作面的位置和运动方向；(2)电子枪可在水平X方向和竖直Z方向运动，零件承载平台在Y垂直方向运动，两者相配和实现试验调整零件位置和运动方向；(3)电子枪可在X、Y、Z三个方向的运动。

这几种方法都存在以下缺点：(1)电子枪、送丝机构、零件承载平台都安装在真空成形室内，能够生产的零件尺寸受到内部运动机构行程的限制，真空成形室的利用率低，为了生产大零件必须制造更大的真空成形室。(2)送丝机构安装在真空成形室内部，更换焊丝时必须对真空成形室放气，影响到零件的连续加工，生产效率大大降低。(3)送丝位置固定，不能保证焊丝始终从熔池的前方送入，成型效果差。总之，采用普通熔丝快速成形设备不利于大型金属零件的电子束熔丝增材制造。

实用新型内容

为了解决现有技术的上述问题，有必要提供一种电子束熔丝增材制造装置，在能最大限度利用成型真空室的同时，具有更高的生产效率和成型精度。

本实用新型解决技术问题提供的技术方案是：

一种电子束熔丝增材制造装置，其包括真空成形室、零件承载平台、电子枪和电子枪真空室，所述的电子枪真空室安装在所述成型真空室顶部，并与所述成型真空室相连通，所述的零件承载平台安装在所述真空成形室内部，所述电子枪真空室内设置有电子枪升降导轨，所述电子枪安装在所述电子枪升降导轨上，所述电子枪可沿所述电子枪升降导轨上下移动。

本实用新型实施例中，所述电子枪升降导轨与所述电子枪真空室顶面垂直设置。

本实用新型实施例中，所述分离阀门安装在所述成型真空室内侧的顶部，所述的分离阀门可沿所述真空室内侧的顶部移动至所述成型真空室和所述电子枪真空室的连通处，以隔离所述真空成形室和所述电子枪真空室。

本实用新型实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置还包括真空管路和真空系统，所述真空系统通过所述真空管路与所述成型真空室和所述电子枪真空室相联通，用于对所述成型真空室和所述电子枪真空室相联通进行抽真空处理。

本实用新型实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置还包括电源控制系统，所述电源控制系统用于控制所述真空系统、零件承载平台、电子枪和分离阀门完成各种功能和动作，所述电源控制系统用于控制所述真空系统、零件承载平台、电子枪和分离阀门完成各种功能和动作。

本实用新型实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置还包括开设于所述电子枪真空室一侧的焊丝更换窗口。

本实用新型实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置所述零件承载平台可在水平方向精确移动。

本实用新型实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置还包括送丝盘环形运动装置，所述电子枪还包括电子枪外壳，所述送丝盘环形运动装置安装在所述电子枪外壳上。

本实用新型实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置还包括送丝枪和送丝盘，所述送丝盘安装在所述送丝盘环形运动装置上，所述送丝盘用于安装焊丝，所述送丝枪与所述送丝盘通过焊丝相连接，所述送丝枪用于将所述送丝盘的焊丝发射到所述电子枪的枪口位置。

本实用新型实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置所述送丝盘可以围绕所述电子枪的中线做圆周运动。