[实用新型]一种超声激励消除残余应力的金属增材制造复合装置

说明书

本实用新型公开了一种超声激励消除残余应力的金属增材制造复合装置，包括超声激励装置，气动组件，线性平移滑台；所述超声激励装置在气动组件的侧方；所述超声激励装置通过活动支架和气动组件相连，气动组件可带动超声激励装置上下移动；所述活动支架下底面，从上至下依次安装有气动组件和线性平移滑台；所述气动组件的底座通过卡槽与线性平移滑台相连；所述线性平移滑台上安装有电机；所述线性平移滑台固定在底板上；所述电机可带动气动组件在线性平移滑台上沿水平直线移动。本实用新型结构简单，设计合理，可有效解决3D打印金属的残余应力。

技术领域

本实用新型涉及3D打印领域，尤其涉及到一种超声激励消除残余应力的金属增材制造复合装置。

背景技术

相对于传统减材制造，增材制造通过模型的层层叠加制造，可实现传统工艺不能一次成型的复杂零件低成本制造，尤其在航空航天、模具、汽车、船舶等重点工业领域，经济社会效益显著。但是，目前成型效率、成型精度以及成型零件工艺的问题，在一定程度上影响了增材制造的推广应用。金属增材制造过程，由于层层叠加，金属粉体经历了熔化、熔体流动、快速固化、重熔等复杂动力学过程，使得金属增材制造过程，一般都具有较大的残余应力。有害残余应力的存在，有着诸多的危害：如造成零件变形，影响几何尺寸误差及打印精度，影响成型零件机械性能，造成疲劳寿命较短等问题。因此，金属增材制造过后，现有处理方法一般是进行退火处理，以消除残余应力。显然，这个过程消耗经济和时间成本较大。极少数的会使用超声消除残余应力，但技术不够完善。

公开号为CN207325947U的一种面向熔融沉积成型3D打印的超声去应力装置介绍了一种利用超声去应力的装置。包括超声激励部件，调高平台，打印平台水平保持部件和打印底座；在打印平台下底面正下方和打印底座之间，从上至下依次装有超声激励部件和调高平台，在超声激励部件和调高平台外的两侧、打印平台底面和打印底座之间，装有结构相同、且左、右对称分布的打印平台水平保持部件。所述超声激励部件，包括打印平台托架，弹簧，变幅杆和超声换能器；在打印平台托架正下方设有由变幅杆和超声换能器组成的超声激振头，变幅杆外侧套有弹簧，弹簧的两端分别与打印平台托架和超声换能器连接，调高平台上端面与超声换能器连接。此结构中，超声激励部件设置在打印平台下方，虽然使用了变幅杆对超声激励的幅度进行了控制，但是这种结构设计不可避免的会对打印部件的精度产生影响，尤其是破坏丝杠运动平衡，加速磨损，严重影响设备丝杠运动精度，而且这种设计不能在对每一层或几层打印过程的残余应力进行精准的消除，只能对打印整体进行超声激励，去应力效果不会特别的好，也因此限制了打印部件的尺寸，尺寸越大，去应力效果越差。FDM熔融沉积成型3D打印一般用于非金属场合，与金属的增材制造去应力在使用场景尤其是温度场景也有着本质的区别。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单，操作方便，适用范围广，效果好的超声激励消除残余应力的金属增材制造复合装置。

本实用新型是通过如下方式实现的：

一种超声激励消除残余应力的金属增材制造复合装置，其特征在于：包括超声激励装置13，气动组件4，线性平移滑台7；所述超声激励装置13在气动组件4的侧方；所述超声激励装置13通过活动支架12和气动组件4相连，气动组件4可带动超声激励装置13上下移动；所述活动支架12下底面，从上至下依次安装有气动组件4和线性平移滑台7；所述气动组件4的底座6通过卡槽与线性平移滑台7相连；所述线性平移滑台7上安装有电机8；所述线性平移滑台7固定在底板9上；所述电机8可带动气动组件4在线性平移滑台7上沿水平直线移动。

进一步的，所述超声激励装置13底部安装有超声激励头131；所述超声激励头131为球头或圆珠滚动结构。