[实用新型]高熵合金微滴喷射增材制造装置

说明书

本实用新型涉及一种高熵合金微滴喷射增材制造装置，属于增材制造领域。熔炼坩埚固定在支架上，熔炼坩埚搅拌器安装在支架上，保温输送管安装在熔炼坩埚下方，支架固定在密封保温箱上，三维运动平台固定在密封保温箱内，微滴喷射装置安装在三维运动平台上，保温输送管与微滴喷射装置连接。本实用新型优点是以机械式金属微滴喷射装置为基础，以摆线式齿轮为驱动方式，实现大尺寸、高质量的高熵合金零件的增材制造。

技术领域

本实用新型属于增材制造领域，尤其涉及一种高熵合金微滴喷射增材制造装置。

背景技术

增材制造技术正在改变我们的生产和生活方式，许多发达国家和发展中国家均高度重视并积极推广该技术。金属零件增材制造技术作为整个增材制造体系中最为前沿和最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。目前用于直接制造金属功能零件的快速成形方法有：包括选区激光烧结(SLS)技术、选区激光熔化(SLM)技术、电子束选区熔化(EBM)技术以及金属均匀微滴喷射成形等。

SLS技术装置由控制单元、保护器密封单元、激光器、粉末缸、成形缸和铺粉装置等组成，装置工作过程中，计算机控制粉末缸活塞上升,铺粉装置带动粉末并将粉末均匀的铺在成形缸的基板上,根据切片模型单层轨迹，计算机控制激光束的扫描轨迹,选择性地烧结基板上粉末材料以形成零件的一个层面。完成一层烧结后,工作缸活塞带动基板下降一个层厚的距离,粉末缸活塞上升一个层厚的距离，铺粉装置在成形缸基板上铺上一层新的粉末,控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到整个零件成形完毕。SLS工艺采用半固态液相烧结机制，部分粉末未发生熔化，成形件中含有未熔固相颗粒，直接导致孔隙率高、致密度低、拉伸强度差、表面粗糙度高等工艺缺陷，而且存在设备价格和粉末价格较高等问题。

SLM技术是在SLS基础上发展起来的，二者的基本工作原理类似。SLM技术使金属粉末完全熔化，虽能在一定程度上改善SLS激光成形件的致密度和表面光洁度，但是同样使用了粉末材料，成形件的还是表面质量较差，而且相对于SLS技术使用了更高功率的激光器，所以设备的价格更高。

EBM与SLS技术和SLM技术的工作过程相似,主要是熔化金属的方法不同，EBM技术是一种采用高能高速的电子束选择性地轰击金属粉末，从而使得粉末材料熔化成形的快速制造技术。但其存在一个比较特殊的问题即粉末溃散现象，其原因是电子束具有较大动能，当高速轰击金属原子使之加热、升温时，电子的部分动能也直接转化为粉末微粒的动能。当粉末流动性较好时，粉末颗粒会被电子束推开形成溃散现象。EBM技术成形室中必须为高真空,才能保证设备正常工作,这使得EBM技术整机复杂度提高，真空室抽气过程中粉末容易被气流带走，造成真空系统的污染。还因在真空度下粉末容易扬起而造成系统污染。此外，电子束无法比较难像激光束一样聚焦出细微的光斑因此成形件难以达到较高的尺寸精度。因此，对于精密或有细微结构的功能件，电子束选区熔化成形技术是难以直接制造出来的。而且电子束熔化技术的价格也很高。