[发明专利]基于电子束熔丝增材制造的同步冷却装置及方法

权利要求书

1.一种基于电子束熔丝增材制造的同步冷却装置，其特征在于：包括设置在真空室(1)内的移动装置(7)和同步冷却系统，所述的移动装置的上端固定在真空室(1)的顶部，所述的同步冷却系统与移动装置(7)连接，所述移动装置带动同步冷却系统上下移动设置，电子束熔丝增材制造时，同步冷却系统与电子束同步接触增材构件的上表面；

所述的同步冷却系统包括冷却箱(8)、法兰卡箍(9)、过渡器(10)、夹紧装置(11)、编织铜网(12)和冷却液(13)，过渡器(10)的上端与冷却箱(8)的下端通过法兰卡箍(9)相连，过渡器(10)的下端通过夹紧装置(11)与所述编织铜网(12)相连；所述的冷却箱(8)包括设置在上部的水冷块(801)和设置在下部的冷却腔(803)，且通过水冷块(801)的下端面分隔水冷块(801)和冷却腔(803)，所述的冷却液(13)位于冷却腔(803)、过渡器(10)和编织铜网(12)形成的通腔中；所述的冷却液(13)在通腔中不渗漏。

2.根据权利要求1所述的基于电子束熔丝增材制造的同步冷却装置，其特征在于：所述水冷块(801)内部设有蛇形的水冷流道(802)。

3.根据权利要求2所述的基于电子束熔丝增材制造的同步冷却装置，其特征在于：所述冷却箱(8)下部的四周设有卡槽，底面设有密封条(805)；所述过渡器(10)上部的四周设有卡槽，底部设有法兰，通过法兰卡箍(9)与冷却箱(8)上的卡槽和过渡器(10)上的卡槽配合。

4.根据权利要求3所述的基于电子束熔丝增材制造的同步冷却装置，其特征在于：所述夹紧装置(11)包括法兰抱箍(1101)和夹片(1102)，将所述编织铜网(12)的边部放置于过渡器(10)底部的法兰和夹片(1102)之间，通过法兰抱箍(1101)夹紧；所述编织铜网(12)的目数大于400目。

5.根据权利要求1所述的基于电子束熔丝增材制造的同步冷却装置，其特征在于：所述移动装置(7)包括电机固定架(701)、电机(702)、上限位板(703)、丝杠组件(704)、导轨(705)、滑块(706)和下限位板(707)，通过所述电机固定架(701)将电机(702)固定在真空室(1)顶部，电机(702)的输出轴通过联轴器与所述丝杠组件(704)相连，所述丝杠组件(704)包括丝杠和与丝杠配合的螺母，所述螺母通过滑块(706)与冷却箱(8)连接，所述丝杠的底端由下限位板(707)支撑，所述导轨(705)设置两个，对称设置在丝杠的左右两侧，且与丝杠平行设置，两个导轨(705)的上端均穿过滑块(706)后与上限位板(703)固定连接，两个导轨(705)的下端固定在下限位板(707)上，所述上限位板(703)固定在电机(702)的底部。

6.根据权利要求1所述的基于电子束熔丝增材制造的同步冷却装置，其特征在于：水冷块(801)的下端面为倾斜设置的端面。

7.根据权利要求6所述的基于电子束熔丝增材制造的同步冷却装置，其特征在于：在所述冷却箱(8)的侧面对应冷却腔(803)处设有与冷却腔(803)相通的液位窗(804)，且液位窗(804)顶部开口。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于电子束熔丝增材制造的同步冷却装置的同步冷却方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、电子束熔丝增材前准备：将基板固定到工作平台上，对真空室抽真空；

步骤二、实施电子束熔丝增材：在制备增材构件过程中，电子枪及同步冷却系统均固定不动，随着工作平台移动，电子枪的电子束扫过增材构件表面使其熔化，紧随着电子枪，同步冷却系统以相同的路径扫过增材构件表面，编织铜网与增材构件以柔性方式接触并传热，进行同步冷却，完成一层沉积；当完成一层沉积后，工作平台下移一定高度后，继续下一层沉积，依次循环以上沉积过程，完成增材构件制备。