[发明专利]一种基于多场复合的增材制造设备及方法

权利要求书

1.一种基于多场复合的增材制造设备，其特征在于：

所述增材制造设备包括粉末输送调节模块、声场控制模块、微波场/热场控制模块及微处理器，所述粉末输送调节模块、所述声场控制模块及所述微波场/热场控制模块分别连接于所述微处理器；

所述粉末输送调节模块包括原料分散室，所述原料分散室设置在壳体所形成的成形腔内；所述声场控制模块也设置在所述成形腔内，且其位于所述原料分散室的下方；所述微波场/热场控制模块包括设置在所述成形腔内的多个微波发生器，多个所述微波发生器分别位于成形区的两侧，且所述微波发生器与所述声场控制模块分别环绕于所述原料分散室的上部与下部；所述声场控制模块包括连接于所述微处理器的超声换能器阵列；其中，所述成形区分为高温区及低温区，所述高温区的温度高于所述低温区的温度；

工作时，原料粉末在所述原料分散室被充分分散后，所述微处理器控制所述超声换能器阵列发出超声波以形成声场，所述声场在所述原料分散室中捕捉预定量的原料粉末，被捕捉的原料粉末在所述声场的作用下移动到高温区，并在所述微波发生器所发出的微波作用下熔化成熔体；接着，所述熔体在所述声场的作用下移动到低温区的指定位置后凝固。

2.如权利要求1所述的基于多场复合的增材制造设备，其特征在于：所述高温区的微波强度大于所述低温区的微波强度；所述粉末输送调节模块还包括原料缸、送粉气泵、高压气泵及粉末回收缸，所述送粉气泵、所述原料缸、所述原料分散室及所述粉末回收缸通过送粉管道依次相连接；所述高压气泵通过送粉管道连接于所述原料分散室。

3.如权利要求2所述的基于多场复合的增材制造设备，其特征在于：所述送粉气泵在所述微处理器的控制下将原料粉末自所述原料缸吹进所述原料分散室；接着，所述原料分散室封闭，所述原料分散室内的粉末在高压气泵的作用下充分分散，以便于后续声场的取粉操作，当声场的取粉操作结束后，所述原料分散室的粉末被吹入所述粉末回收缸内。

4.如权利要求1所述的基于多场复合的增材制造设备，其特征在于：所述增材制造设备还包括连接于所述微处理器的气氛控制模块，所述气氛控制模块设置在所述壳体上，其包括分别设置在所述壳体上的氧含量检测件、气压检测件、气泵、扩散真空机组及减压阀，所述扩散真空机组用于对所述成形腔进行抽真空；所述气泵用于向所述成形腔内泵入保护气体，以防止成型过程中零件的氧化；所述氧含量检测件及所述气压检测件分别用于检测所述成形腔内的氧含量及气压，并将检测到的数值传输给所述微处理器，所述微处理器根据接收到的数据来相应地控制所述气泵及所述减压阀动作。

5.如权利要求1所述的基于多场复合的增材制造设备，其特征在于：所述增材制造设备还包括连接于所述微处理器的实时监控模块，所述实时监控模块包括成形腔温度监控件及粉末位置监控件，所述成形腔温度监控件及所述粉末位置监控件分别设置在所述壳体上，且分别用于监控所述成形腔内的实时温度及被捕捉的粉末或者熔体的实时位置，以便进行成型时零件形状的控制。

6.如权利要求5所述的基于多场复合的增材制造设备，其特征在于：所述成形腔温度监控件及所述粉末位置监控件分别与所述微处理器相连接，两者将检测到的温度及位置数据传输给所述微处理器，所述微处理器根据接收到的温度及位置数据来进行处理，以相应地控制所述声场控制模块及所述微波场/热场控制模块。

7.如权利要求1-6任一项所述的基于多场复合的增材制造设备，其特征在于：所述增材制造设备还包括功率调节器，所述功率调节器连接于所述微波发生器。