[发明专利]液浮粉末床增材制造设备和方法

权利要求书

1.一种液浮粉末床增材制造设备，其特征在于，包括：

成形室；

工作台装置，所述工作台装置设于所述成形室且具有成形区域，所述工作台装置至少包括一个成形缸，所述成形缸被构造成适于盛装浮液，所述浮液由密度比成形粉末大的金属或非金属材料熔化形成；所述成形缸设有进液口和排液口，所述进液口与加热釜相连，所述排液口设有排液阀且与下方的收集釜相连；

粉末供给装置，所述粉末供给装置被构造成适于将成形粉末铺展于所述浮液的表面，所述成形粉末在浮力的作用下浮于所述浮液表面以形成覆盖所述成形区域的粉末床，所述粉末床的厚度为0.01mm-100mm；

至少一个高能束发射聚焦扫描装置，所述高能束发射聚焦扫描装置被构造成发射高能束对所述粉末床进行成形处理，以使所述成形粉末逐层沉积而形成三维零件；

所述成形缸配置有用于检测所述浮液液面高度的液面高度检测装置和用于调节所述浮液液面高度的液面高度调节装置，所述液面高度调节装置为可上下移动的等截面柱体；当所述等截面柱体向下移动而向所述浮液浸入时，所述浮液的液面高度上升；当所述等截面柱体向上移动而从所述浮液提起时，所述浮液的液面高度降低。

2.根据权利要求1所述的液浮粉末床增材制造设备，其特征在于，所述粉末床包括湿层和干层，所述湿层浸入所述浮液，所述干层在所述浮液之上且不含有所述浮液；

其中，所述成形区域由所述干层覆盖，所述高能束扫描所述干层以使所述干层的被扫描的部分升温、烧结或熔化，并逐层沉积于所述成形区域。

3.根据权利要求1所述的液浮粉末床增材制造设备，其特征在于，所述成形缸配置有加热/冷却装置，所述加热/冷却装置将浮液材料加热熔化成所述浮液且将所述浮液保持在50℃-2000℃的预定温度。

4.根据权利要求3所述的液浮粉末床增材制造设备，其特征在于，所述浮液材料的密度大于所述成形粉末材料的密度。

5.根据权利要求3所述的液浮粉末床增材制造设备，其特征在于，所述三维零件制造完成后，所述成形缸加热/冷却装置控制所述浮液温度上升或下降到使所述浮液与所述三维零件表面润湿角最大的温度。

6.根据权利要求3所述的液浮粉末床增材制造设备，其特征在于，所述三维零件制造完成后，所述成形缸加热/冷却装置按照对所述三维零件进行热处理的要求，控制所述浮液的温度及其变化率上升或下降。

7.根据权利要求1所述的液浮粉末床增材制造设备，其特征在于，所述成形室内设有收集罩，所述收集罩设于所述成形区域的上方且避让开所述高能束发射聚焦扫描装置发射的高能束，所述收集罩设有进气口和出气口，所述出气口连接有抽气装置和净化器。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的液浮粉末床增材制造设备，其特征在于，所述工作台装置包括：

工作平台，所述工作平台设于所述成形缸上端且围绕所述成形缸设置；

升降台，所述升降台设于所述成形缸内，且带动所述三维零件升降。

9.根据权利要求8所述的液浮粉末床增材制造设备，其特征在于，所述粉末供给装置包括：

粉末供给器，所述粉末供给器被构造成将所述成形粉末储存并供给至所述工作平台；

粉末铺设器，所述粉末铺设器设于所述工作平台，所述粉末铺设器被构造成将所述成形粉末推送至所述成形缸内浮液的表面并将所述浮液表面的所述粉末床铺平。

10.根据权利要求8所述的液浮粉末床增材制造设备，其特征在于，所述成形室内设有熔覆装置、加工处理装置和检测装置中的至少一种，当所述升降台将其上的三维零件全部或部分提升出所述粉末床时，所述熔覆装置、所述加工处理装置和所述检测装置中的至少一种移动到工作位置，对所述三维零件进行熔覆沉积制造、切削加工、钻孔加工和/或质量检测。