[发明专利]一种增材制造装置及方法

说明书

本发明属于增材制造技术领域，公开了一种增材制造装置及方法。该增材制造装置包括：用于供给可控物量液相熔体的熔体供给机构，其包括多条熔体供给通道；用于供给可控物量固相颗粒的颗粒供给机构，其包括多条颗粒供给通道；混料喷头，其包括中心通道和周边通道，中心通道与熔体供给通道连通，周边通道与颗粒供给通道连通，中心通道设于混料喷头的中心轴线上，周边通道设于中心通道的周围，周边通道的延长线与中心通道的延长线相交。本发明通过设置混料喷头实现了均匀混合颗粒供给机构提供的固相颗粒和熔体供给机构提供的液相熔体的有益效果，从而解决了现有技术中固液共存态的混合不够充分均匀的问题。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种增材制造装置及方法。

背景技术

增材制造技术是以一种数字模型文件为基础，运用粉末状或丝状的金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来成型零件的技术。

目前已有部分研究人员基于半固态流变成形技术，尝试开发半固态金属增材制造设备和方法，充分利用半固态流变成形技术，无需高能束流作为热源，可通过热焓控制，使金属在固液共存态(固相分数＞30％)时得到一种金属母液中均匀悬浮一定量的近球状初生固相的混合浆料(即半固态浆料)，之后半固态浆料可通过打印头依靠重力流出或受压挤出，打印头按照预先编制的运动轨迹在成形基板上逐层沉积半固态浆料进而实现成型过程。

但是目前固液共存态的固相分数通常不可控，且混合不是很充分和均匀，这也是影响3D打印的成型件质量好坏的一个重要影响因素。

因此，亟待需要提供一种新型增材制造装置及方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增材制造装置及方法，以解决现有技术中固液共存态的混合不够充分均匀的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种增材制造装置，包括：

用于供给可控物量液相熔体的熔体供给机构，其包括多条熔体供给通道；

用于供给可控物量固相颗粒的颗粒供给机构，其包括多条颗粒供给通道；

混料喷头，其包括中心通道和周边通道，中心通道与熔体供给通道连通，周边通道与颗粒供给通道连通，中心通道设于混料喷头的中心轴线上，周边通道设于中心通道的周围，周边通道的延长线与中心通道的延长线相交。

作为优选，还包括螺旋挤出机构，螺旋挤出机构包括：

第一料筒，其内设有混料喷头，且第一料筒的外部周设有第一保温层；

第二料筒，其与第一料筒连通且位于第一料筒下方，第二料筒由上至下依次设有熔体建压区、熔体计量挤出区和半固体出料口，且其外部周设有第二保温层；

螺杆，其位于第一料筒和第二料筒内，位于第一料筒内的螺杆的周身上设有叶片，位于第二料筒内的螺杆的周身上设有螺纹；

第一料筒的容积大于第二料筒的容积，叶片的直径大于螺纹的直径，螺杆的顶部连接有扭矩传感器。

作为优选，位于熔体建压区的螺纹的螺距或槽深逐渐缩小，位于熔体计量挤出区的螺纹的螺距或槽深相等。

作为优选，第二保温层与模温机连接，以使第二保温层的温度可控。

作为优选，第一料筒的顶部与真空泵连通，且二者之间通过中间室连通。

作为优选，熔体供给机构包括熔化炉和保温炉，熔化炉通过保温炉和熔体供给通道连通，且熔化炉和保温炉之间的连通通道以及熔体供给通道的外部均设有加热装置。

作为优选，熔化炉的外部周设有第一加热器，熔化炉的内腔底部设有与保温炉连通的供料口，熔化炉内设有可上下移动的活塞杆，活塞杆的底部能抵接至供料口。