[发明专利]一种等离子弧粉末增材制造铺粉熔融成型装置及方法

权利要求书

1.一种等离子弧粉末增材制造铺粉熔融成型装置，其特征在于，包括等离子机器人、夹具工作台(1)、等离子焊枪(2)和铺粉装置(3)，所述夹具工作台(1)的最底层设置有带开口的底板(11)，所述底板(11)上还设置有基板(12)、成型薄板(13)，所述基板(12)位于底板(11)的开口设置，其用于防止基板(12)在打印过程发生位移和变形，所述夹具工作台(1)上还设置有用于夹紧成型薄板(13)的螺旋夹头(14)，所述等离子焊枪(2)和铺粉装置(3)固定在等离子机器人的连接架(4)上，所述等离子焊枪(2)上还设置有温度传感器(23)，所述温度传感器(23)用于监测熔融粉末时的温度数据，所述铺粉装置(3)设置有用于驱动其上下运动的液压装置(32)。

2.根据权利要求1所述的一种等离子弧粉末增材制造铺粉熔融成型装置，其特征在于：所述螺旋夹头(14)设置为可松紧结构，所述螺旋夹头(14)用于在等离子机器人工作此过程中，进行反复的松紧以添加成型薄板(13)重复铺粉成型操作。

3.根据权利要求1所述的一种等离子弧粉末增材制造铺粉熔融成型装置，其特征在于：所述铺粉装置(3)还包括导管(31)、金属粉末罐支撑架(36)、金属粉末罐(35)和铺粉头(34)，所述金属粉末罐支撑架(36)固定在液压装置(32)上，所述液压装置(32)可驱动金属粉末罐支撑架(36)上下运动。

4.根据权利要求3所述的一种等离子弧粉末增材制造铺粉熔融成型装置，其特征在于：所述液压装置(32)包括固定架(323)、驱动杆(321)、驱动主体(322)进出液口(324)，上端的所述进出液口(324)的进液可带动整个铺粉装置(3)向上移动，反之下端的所述进出液口(324)进液可带动铺粉装置(3)向下移动。

5.根据权利要求3所述的一种等离子弧粉末增材制造铺粉熔融成型装置，其特征在于：所述金属粉末罐(35)位于金属粉末罐支撑架(36)内设置，所述金属粉末罐(35)的上端连接的所述导管(31)用于氩气的输入，所述氩气用于带动所述金属粉末罐(35)内的金属粉末向下流动。

6.根据权利要求3所述的一种等离子弧粉末增材制造铺粉熔融成型装置，其特征在于：所述金属粉末罐(35)设置有流量控制阀(33)，所述流量控制阀(33)用于控制金属粉末罐(35)内在氩气的带动下向下移动至铺粉头上方的金属粉末流量，所述流量控制阀(33)包括外置电机(37)，所述外置电机(37)用于通过转速来控制内部叶轮转速控制金属粉末流量。

7.根据权利要求1所述的一种等离子弧粉末增材制造铺粉熔融成型装置，其特征在于：所述等离子焊枪(2)包括等离子焊枪枪头(22)、通气导管(21)，所述温度传感器(23)位于等离子焊枪枪头(22)，所述通气导管(21)为离子气和保护气的通过管道。

8.一种基于权利要求1所述一种等离子弧粉末增材制造铺粉熔融成型装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)放置好夹具工作台(1)，在夹具工作台(1)的底部设置好底板(11)，在底板(11)中间的开口处放置用于成型的基板(12)，再放入成型薄板(13)，再旋转螺旋夹头(14)夹紧成型薄板(13)；

步骤2)打开氩气瓶阀门向盛放金属粉末的金属粉末罐(35)中充入氩气，一定时间后放入高熵合金粉末，在等离子机器人控制端输入预设的铺粉路径，设定好铺粉程序，启动机器人同时打开流量控制阀(33)以及铺粉装置(3)进行铺粉，铺粉完成后，关闭氩气输入，关闭流量控制阀(33)，打开液压装置(32)带动整个铺粉装置(3)向上运动到原始位置；

步骤3)铺粉完成后，等离子机器人迅速带动等离子焊枪(2)按照预先设定的熔融路径进行粉末熔融，熔融过程中等离子焊枪枪头(22)会喷出氩气保护气，以保护合金在熔融时不被氧化，在此同时可通过等离子焊枪枪头(22)的温度传感器(23)实时监测等离子焊枪(2)熔融合金时的温度，以保证整个熔融过程中熔融温度基本一致，以此来提高成型合金的组织均匀性；

步骤4)熔融一层金属粉末后，通过枪头处的温度传感器(23)监测成型合金冷却到一定温度后，松开螺旋夹头(14)放入下一层的成型薄板(13)，再次旋转螺旋夹头(13)夹紧刚放入的下一层的成型薄板(13)，重复步骤2，步骤3，直至完成高熵合金块体制作。