[发明专利]一种电子枪装置

说明书

本发明涉及一种用于电子束熔丝增材制造的电子枪装置。该装置包括：单芯高压电缆、高压绝缘子组件、复合变压器组件、偏压整流电路板组件、上段壳体、中段壳体、下段壳体和冷却系统。其中，单芯高压电缆用于将负高压导入电子枪内，高压绝缘子组件装于上段壳体的腔室内部，高压绝缘子组件与密封顶盖之间组成封闭空间，在高压绝缘子组件的下部设有偏压杯，偏压杯内设有灯丝，在封闭空间内有复合变压器组件和偏压整流电路板组件，复合变压器组件的输入端连接逆变电源，复合变压器组件的输出端连接偏压整流电路板组件，偏压整流电路板组件的输出端的正端连接单芯高压电缆，负端连接高压绝缘子组件，复合变压器组件连接灯丝；中段壳体的内部设有阳极。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，特别是涉及一种大功率直热式电子枪装置，具体的讲是一种用于电子束熔丝增材制造的电子枪装置。

背景技术

电子束熔丝增材制造是近年来发展起来的一种快速成型技术，是利用电子束作为能源，熔化送进的金属丝材，按照预定路径逐层堆积，并与前一层面形成冶金结合，直至形成致密的金属零件。针对大型零件的熔丝沉积增材制造，不仅需要较大的成型空间尺寸，而且要求较高的成型效率，这就要求较大功率的电子束源。

通常，用于电子束熔丝增材制造的电子枪包括间热式和直热式两种类型。其中，间热式电子枪需要四芯高压电缆传输灯丝加热电流、轰击电压、偏压，所用四芯高压电缆时需要考虑各个传输导线之间，以及各传输导线与地之间的绝缘强度，这样便使得四芯高压电缆横截面的线径较大，难以获得较小的弯曲半径，在有限的真空室内当动枪使用时，成型零件尺寸将会被大幅压缩；而直热式电子枪需要三芯高压电缆传输灯丝加热电流、偏压，根据其输出功率的变化，三芯高压电缆的灯丝加热电流导线时需要传输十多安培电流甚至数十安培电流，这样大的电流传输要求灯丝导线的截面积较大，此外还需要考虑灯丝传输导线和偏压之间的耐压，三芯高压电缆的各个传输导线与地之间的绝缘强度，因此三芯高压电缆的电缆横截面也很难做到很小，直热式电子枪作为真空室内动枪使用时，在真空室的有限空间内，成型零件尺寸也难以大幅提高，如需要熔丝制造大型零件，则需要将真空室尺寸增大，设备成本费用将会显著提高。

目前，用于电子束熔丝增材制造的大功率电子枪的设计制造技术主要被欧美公司垄断，我国采用的电子束熔丝制造的电子枪还主要依赖于进口。因此，发明人提供了一种电子枪装置，用于大功率的电子束熔丝增材制造。

发明内容

本发明实施例提供了一种电子枪装置，该装置有效减小了高压电缆的横截面，提高真空室内电子枪活动的灵活性，满足熔丝增材制造对大功率电子束源的需求，并且打破了国外对大功率电子枪的设计制造技术的垄断。

本发明的实施例提出了一种电子枪装置，该装置用于电子束熔丝增材制造，该装置包括：单芯高压电缆、上段壳体、中段壳体、下段壳体和冷却系统。其中，单芯高压电缆用于将负高压导入所述电子枪内，上段壳体，顶端设有密封顶盖，所述密封顶盖上设有接入所述单芯高压电缆的电缆固定座，所述上段壳体的腔室内部设有高压绝缘子组件，所述高压绝缘子组件与所述密封顶盖之间组成一个封闭空间，所述封闭空间内充满高压绝缘油，在所述高压绝缘子组件的下部设有偏压杯，所述偏压杯内设有灯丝，在所述封闭空间内设有复合变压器组件和偏压整流电路板组件，所述复合变压器组件的输入端连接逆变电源，所述复合变压器组件的输出端连接所述偏压整流电路板组件的输入端，所述偏压整流电路板组件的输出端的正端连接所述单芯高压电缆，输出端的负端连接所述高压绝缘子组件，所述复合变压器组件通过所述高压绝缘子组件连接所述灯丝；中段壳体的内部设有阳极，所述阳极与所述偏压杯之间形成加速电场空间；下段壳体的内部从上至下设置有聚焦线圈和扫描线圈；在所述上段壳体、中段壳体和下段壳体的内部均设有所述冷却系统。