[发明专利]一种超声辅助摩擦增材制造方法

权利要求书

1.一种超声辅助摩擦增材制造方法，在超声作用下进行热塑性材料的连续固相沉积，逐层堆积实现增材；

采用超声辅助摩擦增材制造装置，所述装置包括：

摩擦涂覆装置(1),带有送料工具头(2),用于送进耗材；

超声装置，带有超声工作头(4),超声工作头(4)作用于送料工具头（2）末端；所述超声装置产生的超声振动的方向与送料工具头送料方向呈90°夹角；

可移动工作台，其上固定设置基底(3)；

所述超声振幅为2μm～40μm,超声频率为10kHz～50kHz；

所述超声工作头作用于送料工具头末端，位置距送料工具头末端距离30～80mm；包括以下步骤：

(1)准备阶段：首先将送进耗材安装在摩擦增材装置上，将基底安装在可移动工作台上，然后预设增材制备过程的各项工艺参数；

(2)增材阶段：启动摩擦增材设备与超声设备，高速旋转的棒料或螺旋送进的粉料在轴向压力的作用下与基底表面接触产生相对运动，并在超声振动辅助下在基底表面实现涂覆，并逐层堆积实现增材制造；

(3)结束阶段：升起送料工具头与超声工作头。

2.如权利要求1所述的超声辅助摩擦增材制造方法，包括以下步骤：

首先摩擦涂覆装置对旋转的棒料或者螺旋送进的粉料施加轴向压力，并通过送料工具头直接作用于基底表面，同时将超声工作头置于送料工具头末端施加超声振动，并共同沿送料工具头旋转轴线方向行进；送进耗材与基底之间摩擦产热并在超声振动辅助的共同作用下，发生塑性变形从而与基底表面之间形成界面结合从而实现固相涂覆，重复上述过程，逐层堆积实现增材制造。

3.如权利要求1或2所述的超声辅助摩擦增材制造方法，位置距送料工具头末端距离为50mm。

4.如权利要求1或2所述的超声辅助摩擦增材制造方法，所述超声装置的超声工作头(4)固定于摩擦涂覆装置(1)；超声装置还包括超声发生装置(5)。

5.如权利要求1所述的超声辅助摩擦增材制造方法，送料方向与基底表面垂线夹角为0°～5°,送料工具头转速为900rpm～6000rpm,耗材转速为900rpm～6000rpm,初始下压阶段耗材下压速度为3mm/min～12mm/min,行进阶段行进速度为100mm/min～800mm/min,行进阶段中耗材下压速度0.4mm/s～0.6mm/s。