[发明专利]一种丝材准直装置

说明书

本发明提供一种丝材准直装置，包括机架，以及出丝喷嘴，前送丝机构，准直机构和后送丝机构，所述出丝喷嘴位于前送丝机构输送丝材的方向；所述前送丝机构和所述后送丝机构之间通过所述准直机构相连，用于同步协作将丝材经准直机构输送给所述出丝喷嘴；所述准直机构具有能够X轴或Z轴方向移动的交错配置的准直辊，用于实现丝材反复多次弯压。本发明中将准直辊设计成下压量和辊距可调节式机构，实现准直辊在丝材输送方向的X轴，垂直于丝材输送方向的Z轴方向上可调节，且送丝机构由两组滚轮进行压紧并送丝。结合这两种机构，丝材会定量的进入并准直后输入下一工作环节，使丝材处于绷紧的状态下完成，更好的去除丝材本身内部弯曲应力。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种定向能量沉积用金属丝材准直装置。

背景技术

激光定向能量沉积3D打印成型件主要由两种材质进行加工，一种是金属粉末，一种是金属丝材。金属丝材，与粉末颗粒材料特性相对有连续输出、利用率高，污染小，安全性好的特点。但影响其大范围应用于金属激光3D打印的一个重要原因为金属丝材自由展开后有一定曲率，在实际打印中会使丝材与设计的丝材路线发生偏移从而使其受热不均匀，影响工件成型，导致成型件精度达不到要求。为了运输和存储的方便，大部分都使金属丝用卷材机卷成丝盘就行供应，又称为盘条或盘圆。但这种长时间盘，受到弯曲形变，从而改变了材料的直线度，对后续的加工使用产生很大的影响。在工业自动化的生产中，需要用一些技术将原本弯曲的丝材使其恢复平直的状态，对后续工序不会产生影响，满足加工的要求，这个过程称为准直。经过准直后的丝材由于直径、材料的不同，所需要的融化的时间也不同，导致出丝的速度也略有差别，当机构停止运动时，装有金属丝材的盘圆可能会因为惯性而甩出一部分的丝材，使得原本弯曲的丝材会加大弯曲程度，在准直机构中准直的效果与已准直效果不同，当丝材进入喷嘴后，与喷嘴的配合紧密度增大，导致出丝不顺。因此，需要加装速度控制元件，当机构停止工作时，盘圆也立刻停止工作，盘圆出丝速度和准直机构准直速度保持一致，使金属丝一直以绷紧的状态进行准直。

在制造业，常用的准直方法有辊式准直法(平辊行式和斜辊式)、拉伸准直法、反弯压力准直法等。辊式准直法常用与金属板材、金属型材等一些截面形状比较简单的零件。主要采用流水线作业，由多组准直辊进行工作，工作效率比较高。辊式准直主要由机架、准直辊、下压机构、平衡机构、辊子升降机构、辊系、辊轮换装机构等组成。国外的辊式准直设备类型比较繁多，种类比较全。从二辊式准直机到多辊式准直机再到全自动式辊式准直机。从普通板材准直到中厚板材高温准直都有相对应的设备来完成。这类准直机操控起来比较简单，加工精度高，但是价格比较昂贵。近些年来，我国在多斜辊式薄壁准直机、反弯辊形式七斜准直机、平行辊异距辊准直机等方面的研究取得了非常不错的成果。这些准直机构的专业化程度比较高，针对性比较强，当准直产品发生一些变化的时候，设备的结构形式就必须进行比较大的改动来适应产品，而且生产线也必须全部重新设计构建。

拉伸准直法又可分为两种，一种是普通拉伸准直机还有一种是高温拉伸准直机。普通拉伸准直机主要应用于常用的轻金属型材，如铝合金，钛合金等。高温拉伸准直机一般用于中厚板的，中厚板在常温下很难被拉伸，需要的拉伸力也非常大。在高温下，产生形变的力就会大幅减小。

压力准直法主要用于弯曲的金属条材，根据原始的弯曲挠度来确定需要反向弯曲的量，从而使弯曲的金属条材准直成直的金属条材，反弯压力准直机是由压力准直理论设计而成的。在准直的过程中，金属条材在两测压头和支点处形成一个反向弯曲应力，并不断改变下压量，并且支点可以在条材上任意移动，保证作用压力在条材原始曲率最大的地方，与此同时，金属条材也可以翻转一定的角度，从而方便准直机可以从不同地方不同程度的弯曲挠度进行消除。由于金属条材每一段的原始曲率都不尽相同，所以在准直金属条材的时候，应将金属条材分为若干段弧度分别进行准直。

综上三种准直法，反弯压力准直机应用比较广泛，它可用于大型的管材、棒料、导轨、无缝钢管等具有特殊截面形状和特定功能的条形零件的准直工序中。长期以来，在压力准直中通常由人工凭借长期工作的经验来对条材进行准直，然后测试是否达到要求，如果不满足，还需重复进行准直，工作的效率大大降低，而且精度也比较低，工件经过反复准直综合性能也容易受到损伤。

发明内容