[发明专利]一种增材制造装置及方法有效
申请号: | 201810778883.7 | 申请日: | 2018-07-16 |
公开(公告)号: | CN108817397B | 公开(公告)日: | 2021-02-09 |
发明(设计)人: | 胡小刚;朱强;李忠;徐振 | 申请(专利权)人: | 南方科技大学 |
主分类号: | B22F3/115 | 分类号: | B22F3/115;B33Y10/00;B33Y30/00 |
代理公司: | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人: | 潘登 |
地址: | 518000 广东省*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 制造 装置 方法 | ||
1.一种增材制造装置,其特征在于,包括螺旋挤出机构(1),所述螺旋挤出机构(1)包括:
第一料筒(11),其内设有熔体进料口(111),且所述第一料筒(11)的外部周设有第一保温层(112);
第二料筒(12),其与所述第一料筒(11)连通且位于所述第一料筒(11)下方,所述第二料筒(12)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(121),且其外部周设有第二保温层(122);
螺杆(13),其位于所述第一料筒(11)和所述第二料筒(12)内,位于所述第一料筒(11)内的所述螺杆(13)的周身上设有叶片(131),位于所述第二料筒(12)内的所述螺杆(13)的周身上设有螺纹(132);
所述增材制造装置还包括熔化炉(2)和保温炉(3),所述熔化炉(2)通过所述保温炉(3)和所述第一料筒(11)连通,且所述熔化炉(2)和所述保温炉(3)之间的连通通道以及所述保温炉(3)和所述第一料筒(11)之间的连通通道的外部均设有加热装置:其中:
所述第一料筒(11)的容积大于所述第二料筒(12)的容积,所述叶片(131)的直径大于所述螺纹(132)的直径,所述螺杆(13)的顶部连接有扭矩传感器(14);其中:位于所述熔体建压区的所述螺纹(132)的螺距或槽深逐渐缩小,位于所述熔体计量挤出区的所述螺纹(132)的螺距或槽深相等。
2.根据权利要求1所述的增材制造装置,其特征在于,所述第二保温层(122)与模温机(123)连接,以使所述第二保温层(122)的温度可控。
3.根据权利要求1所述的增材制造装置,其特征在于,所述第一料筒(11)的顶部与真空泵(113)连通,且二者之间通过中间室(114)连通。
4.根据权利要求1所述的增材制造装置,其特征在于,所述熔化炉(2)的外部周设有第一加热器(21),所述熔化炉(2)的内腔底部设有与所述保温炉(3)连通的供料口(22),所述熔化炉(2)内设有可上下移动的活塞杆(23),所述活塞杆(23)的底部能抵接至所述供料口(22)。
5.根据权利要求4所述的增材制造装置,其特征在于,所述保温炉(3)的外部周设有第二加热器(31),所述保温炉(3)的内腔设有液位探针(32)和可上下移动的压块(33)。
6.根据权利要求1所述的增材制造装置,其特征在于,还包括位于出料口(121)下方的打印平台(4)。
7.一种如权利要求1所述的增材制造装置的增材制造方法,其特征在于,包括:
将固体原料放入所述熔化炉中,使其形成熔体;
将所述熔体输入保温炉中;
将所述熔体输入所述螺旋挤出机构,且对所述熔体进行搅拌和控温,使其形成具有均匀形核的半固体;
通过测量搅拌过程的扭矩对形成的所述具有均匀形核的半固体的黏度状态及流动状态进行表征;其中:所述搅拌过程包括:
对所述熔体进行第一次螺旋剪切,使其均匀化;
对所述第一次螺旋剪切后的所述熔体进行控温和建压输送,使其所受压力逐渐升高,且持续受到搅拌作用而形成半固体;对所述半固体进行控温和定量输送,且持续受到搅拌作用,使其进一步均匀化,用于逐层沉积成型。
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