[发明专利]一种基于热丝摩擦微锻的增材制造装置及制造方法

权利要求书

1.一种基于热丝摩擦微锻的增材制造装置，其特征在于，包括含有基板(5)的工作台，以及位于工作台中的搅拌摩擦装置、感应加热装置(2)和送丝装置(4)；所述搅拌摩擦装置位于基板(5)上方，感应加热装置(2)和搅拌摩擦装置连接；送丝装置(4)位于搅拌摩擦装置上方；

所述搅拌摩擦装置包括伺服电机和搅拌件(1)；搅拌件(1)由伺服电机驱动，进行旋转、下压、抬升和平移；所述搅拌件(1)的中心轴心设有通孔(101)，送丝装置(4)通过搅拌件(1)的通孔(101)进行送丝；所述搅拌件的下端面设有离心导流扇叶(102)和保护轴肩(104)，保护轴肩(104)位于离心导流扇叶(102)外侧；离心导流扇叶(102)一端与保护轴肩(104)连接，另一端延伸至通孔(101)；相邻离心导流扇叶(102)之间形成离心导流槽(103)；

所述感应加热装置(2)包括感应线圈和电源，电源和感应线圈连接，所述搅拌件(1)位于感应线圈内腔中。

2.按照权利要求1所述的基于热丝摩擦微锻的增材制造装置，其特征在于，还包括保护气装置，保护气装置和搅拌摩擦装置连接，所述搅拌件(1)和感应线圈均位于保护气装置释放的保护气中。

3.按照权利要求2所述的基于热丝摩擦微锻的增材制造装置，其特征在于，所述保护气装置包括罩体和气源，所述罩体和搅拌摩擦装置连接，所述气源向罩体内腔中通入惰性气体。

4.按照权利要求1所述的基于热丝摩擦微锻的增材制造装置，其特征在于，所述保护轴肩(104)的径向厚度为1～3mm。

5.按照权利要求1所述的基于热丝摩擦微锻的增材制造装置，其特征在于，所述搅拌件(1)由导电材料制成。

6.一种基于热丝摩擦微锻的增材制造方法，其特征在于，基于如权利要求1～4任何一项所述的增材制造装置实施增材制造方法，步骤如下：

步骤10)打开感应加热装置，将搅拌件(1)加热至丝材(3)熔点的0.45～0.95倍，通过控制感应加热装置(2)中的电源参数，保持搅拌件恒温；

步骤20)开启搅拌摩擦装置和工作台，将搅拌件(1)调整至加工区域，并保持转动状态；

步骤30)开启送丝装置(4)，调节送丝速度，确保丝材(3)穿过搅拌件轴心的通孔(101)后，能被加热至与搅拌件(1)接近的温度；

步骤40)控制工作台或者搅拌件(1)，使搅拌件(1)在基板(5)上沿着预设的路径行走，进行增材制造；

步骤50)当一层增材结束后，抬升搅拌件(1)，重复步骤40)，进行下一层增材制作，直至增材层制作完成。

7.按照权利要求6所述的基于热丝摩擦微锻的增材制造方法，其特征在于，还包括：

打开保护气装置，使整个工作区域的受热部位都置于保护气氛中。

8.按照权利要求6所述的基于热丝摩擦微锻的增材制造方法，其特征在于，通过更换不同直径的搅拌件(1)，来实现增材层的宽度变化。

9.按照权利要求6所述的基于热丝摩擦微锻的增材制造方法，其特征在于，所述丝材(3)与搅拌件(1)的通孔(101)采用间隙配合，通过更换不同直径的丝材(3)实现增材效率的变化。