[发明专利]一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置

说明书

本发明涉及一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，包括加热熔融升降系统、喷嘴旋转系统和喷嘴清理系统。采用通断塞对熔融金属液进行通断控制，同时气压通断机构在成形过程中辅以加压保护气，保证熔融金属液在成形过程中稳定连续流出；加热熔融腔体下端同喷嘴上端、通断塞下端同加热熔融腔体接触面均为锥面配合，有效降低熔融金属液在喷嘴内产生堵塞和渗漏的几率；装置可对成形结束后喷嘴内部和周围进行清理操作，延长喷嘴使用寿命；装置可根据需要自动切换所需孔径的喷嘴，快捷高效。本发明有效解决了金属熔融直写成形过程中喷嘴易堵塞、金属液易渗漏、不同孔径喷嘴更换效率低等问题，实现稳定工艺、低生产成本、短周期成形。

技术领域

本发明涉及一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，属增材制造的技术领域。

背景技术

金属熔融三维直写技术是金属增材制造体系中面向工业生产的技术分支，采用感应加热或电阻加热等方式使金属材料受热熔化，在压力作用下金属熔体从喷头喷出，按照规划路径逐层进行喷射、沉积、固化、结合，自下而上累积形成三维金属零部件。该技术与激光、电子束等增材制造技术相比，不需要高能热源，在工业生产方面具备优势；与微滴喷射技术相比，采用金属熔体直接成形，进一步降低成本、提高成形效率。

金属熔融直写喷嘴与加热熔融腔体多采用螺纹等连接方式，熔融金属液在高温时粘度较低，在成形过程中极易从喷嘴与加热熔融腔体连接处渗漏，导致喷嘴堵塞。喷嘴即使在一次成形过程中未发生熔融金属液的渗漏和堵塞现象，但是成形结束后多余的熔融金属液发生冷却，必定滞留在喷嘴内部和周围，滞留在喷嘴内部的熔融金属液必将导致喷嘴堵塞，滞留在喷嘴周围的熔融金属液必将对下一次成形的精度产生影响。同时在成形不同零件时，需要更换不同孔径的喷嘴进行成形工艺过程，一次只能更换一种孔径的喷嘴，更换耗时且效率低。基于上述问题，需要开发出一种可实现快捷更换喷嘴且保证熔融金属液不易渗漏、喷嘴不易堵塞的金属熔融直写喷嘴装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置。该装置采用通断塞对熔融金属液通断进行控制，同时气压通断机构在成形过程中辅以加压保护气，保证熔融金属液在成形过程中稳定连续流出；加热熔融腔体下端同喷嘴上端、通断塞下端同加热熔融腔体接触面均为锥面配合，有效降低熔融金属液在喷嘴内产生堵塞和渗漏的几率；装置可对成形结束后喷嘴内部和周围进行清理操作，延长喷嘴使用寿命；装置可根据需要自动切换所需孔径的喷嘴，快捷高效。本发明有效解决了金属熔融直写成形过程中喷嘴易堵塞、金属液易渗漏、不同孔径喷嘴更换效率低等问题，实现稳定工艺、低生产成本、短周期成形。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种可调节孔径的旋转式金属熔融直写喷嘴装置，其特征在于，包括：加热熔融升降系统、喷嘴旋转系统和喷嘴清理系统。

进一步地，所述加热熔融升降系统由加热熔融腔体、腔体上盖、加热机构、测温机构、气压通断机构、隔热圈、通断塞、通断塞连接轴、通断塞控制电机、通断塞控制减速机、通断塞控制减速机固定机构、腔体升降控制电机、腔体升降控制减速机、腔体升降控制减速机固定机构、腔体升降连接轴和腔体固定机构组成。

进一步地，喷嘴旋转系统由喷嘴旋转控制电机、喷嘴旋转控制减速机、喷嘴旋转连接轴、喷嘴、喷嘴旋转机构、喷嘴旋转减速机固定机构。

进一步地，喷嘴清理系统由孔清理机构、面清理机构、清理机构升降机构、清理机构升降连接轴、清理机构减速机固定机构、清理机构升降减速机、清理机构升降电机。

进一步地，所述通断塞连接轴上端同通断塞控制减速机连接，通断塞连接轴下端同通断塞连接，贯穿于通断塞控制减速机固定机构，其周围留有间隙。

进一步地，所述通断塞选用不易与熔融金属液发生粘接的材质制成，通断塞下端同加热熔融腔体接触时为锥面配合。

进一步地，所述加热熔融腔体底部同隔热圈连接后，整体固定于腔体固定机构上。