[发明专利]增材装置及方法

说明书

本发明提供了一种增材装置及方法，涉及固相增材技术领域。该装置包括供料部、搅拌件及承载件。供料部包括储料箱及供料杆，储料箱与供料杆连通。搅拌件具有搅拌轴，搅拌轴设有第一中空空腔，供料杆与搅拌轴同轴设置且供料杆的出料口与第一中空空腔连通。储料箱和搅拌件均与承载件连接且均随承载件的移动而移动，以使供料杆挤出的物料经搅拌轴摩擦碾压后形成增材层。该装置可实现搅拌摩擦增材的自动化过程，提高增材效率，简化增材过程。增材方法采用上述增材装置主要按以下步骤进行：将储料箱中的物料通过供料杆送出，以搅拌轴对送出的物料进行摩擦碾压。该方法具有材料适用范围广、效率高及增材层组织性能优良、高效绿色无污染、变形小等优点。

技术领域

本发明涉及固相增材技术领域，具体而言，涉及一种增材装置及方法。

背景技术

增材制造是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除－切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法。

传统的增材制造方法有激光增材、电弧增材、等离子增材等，在航空航天中已经有了广泛的应用。但传统的增材方法都属于熔化增材，存在变形大、增材效率低等缺点。

发明内容

本发明的目的之一包括提供一种增材装置，其可实现搅拌摩擦增材的自动化过程，提高增材效率，简化增材过程。

本发明的目的之二包括提供一种增材方法，该方法具有材料适用范围广、效率高及增材层组织性能优良、高效绿色无污染、变形小等优点。

本发明解决其技术问题可以这样实现：

本发明提供了一种增材装置，其包括供料部、搅拌件及承载件。

供料部包括储料箱及供料杆，储料箱的出料口与供料杆的进料口连通。

搅拌件具有搅拌轴，搅拌轴设有第一中空空腔，供料杆与搅拌轴同轴设置且容置于第一中空空腔内。

储料箱和搅拌件均与承载件连接且均随承载件的移动而移动，以使供料杆挤出的物料经搅拌轴的搅拌端摩擦碾压后形成增材层。

承载件由驱动装置驱动移动。

可选地，搅拌轴的壁厚为4mm-10mm。

可选地，增材装置还包括第一电机、第一联轴器、第二联轴器及皮带，第一电机与承载件连接，且第一电机的输出轴与第一联轴器连接，第二联轴器可转动地连接于承载件，第一联轴器和第二联轴器通过皮带传动连接，承载件的与第二联轴器连接的位置设有通孔，第二联轴器具有第二中空空腔，搅拌轴依次穿过通孔及第二中空空腔且第一电机用于通过第二联轴器驱动搅拌轴转动，以对容置于搅拌轴内的供料杆输出的物料进行摩擦碾压。

可选地，供料杆沿杆身的长度方向设有连续的螺旋槽。

可选地，螺旋槽的槽口深度为1mm-8mm。

可选地，相邻两个螺旋槽的槽口之间的间距为1.5mm-5mm。

可选地，储料箱设有用于加入增材物料的接口。

可选地，增材装置还包括空压机，空压机与接口连通以对储料箱进行恒压加压。

可选地，储料箱为全封闭式电阻加热箱以实时精确控制加热温度。

可选地，储料箱的材质包括陶瓷或钢铁。

可选地，增材装置还包括第二电机，第二电机设置于储料箱并与供料杆连接以驱动供料杆转动进而输出物料。

可选地，增材装置还包括连接件，连接件的一端连接于储料箱的底部，连接件的另一端穿设于第二中空空腔且具有用于限定搅拌件竖向偏移距离的限位空间。

本发明还提供了一种增材方法，采用上述增材装置主要按以下步骤进行：