[发明专利]一种3D打印约束成型辅助装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种3D打印约束成型辅助装置及其使用方法。所述3D打印约束成型辅助装置，包括固定部、滑轨和冷却装置，所述固定部与所述滑轨固定连接，用于与3D打印设备的焊炬固定连接，所述冷却装置滑动连接到所述滑轨上，用于对所述3D打印设备打印过程中的熔敷金属进行冷却。本发明通过冷却块的冷却带走电弧3D打印过程中熔敷金属大部分热量，大大缩短熔池金属的凝固和高温停留时间，解决了随堆积层数的增加，堆积零件热积累严重、散热条件差、熔池过热、内部晶粒组织粗大和力学性能较低的问题。且，本发明结构简单，使用调节方便，消除或减小了目前需要对电弧3D打印毛坯成型件的加工余量，提高了电弧3D打印的生产效率和材料利用率。

技术领域

本发明涉及电弧3D打印领域，特别是一种3D打印约束成型辅助装置及其使用方法。

背景技术

电弧3D打印过程是以电弧为热源，通过高温液态金属逐道逐层累积来制造实体部件。由于液态熔池金属具有较高的流动性，使得电弧3D打印部件的侧壁成型精度较低，往往需要后期的切削加工才能满足需求精度。此外，随着堆积层数的增加，受到整体散热能力的限制，整体结构的热量积累严重，还会进一步影响成型精度。同时，高温停留时间的延长也会使得增材部件(预成型件)内部晶粒组织发生粗化，降低部件整体的力学性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种能够快速使打印过程中熔敷金属降温并限制预成型件尺寸的3D打印约束成型辅助装置及其使用方法。

第一方面，提供一种3D打印约束成型辅助装置，包括固定部、滑轨和冷却装置，所述固定部与所述滑轨固定连接，用于与3D打印设备的焊炬固定连接，所述冷却装置滑动连接到所述滑轨上，用于对所述3D打印设备打印过程中的熔敷金属进行冷却，

所述冷却装置包括冷却部和连接部，所述连接部的第一端滑动连接到所述滑轨上，所述连接部的第二端与所述冷却部连接，所述冷却部包括冷却块，所述冷却块包括工作面，

还包括滑块，所述连接部的第二端与所述滑块连接，所述滑块滑动连接到所述滑轨上，所述滑块和所述连接部之间还设置有弹簧，所述弹簧的两端分别连接到所述滑块和所述连接部上，

在所述3D打印设备打印预成型件的过程中，所述工作面与所述预成型件外壁接触，在所述弹簧的拉力作用下，使所述冷却块对所述预成型件的外壁尺寸进行限制。

优选地，所述固定部包括第一夹板、第二夹板和紧固件，所述第一夹板与所述滑轨固定连接，所述第一夹板和第二夹板通过所述紧固件连接并夹紧在所述焊炬上。

优选地，所述冷却装置设置有一个或者两个。

优选地，所述冷却部包括冷却泵，所述冷却块内形成有冷却通道，所述冷却通道的冷却液入口通过管路与所述冷却泵相连。

优选地，所述工作面为与水平面垂直的面。

优选地，所述滑块上设置有定位螺钉。

优选地，所述滑块与所述连接部铰接。

优选地，所述滑块和滑轨上设置有刻度，用于提高所述滑块位置调整的精度。

第二方面，提供一种上述3D打印约束成型辅助装置的使用方法，包括：

将所述固定部装夹到所述焊炬上，并调整所述冷却装置的位置；

根据预成型件的结构再次调整所述冷却装置的位置并固定；

向所述冷却装置内供冷却液，然后开启所述焊炬开始工作；

所述焊炬工作完成后，继续向所述冷却装置供冷却液；

停止向所述冷却装置供冷却液，打印完成；

将所述3D打印约束成型辅助装置拆除，并将所述冷却装置清洗干净进行保存。