[发明专利]一种摩擦增材装置和摩擦增材方法

说明书

本发明提供了一种摩擦增材装置和摩擦增材方法，涉及固相增材技术领域。该摩擦增材装置包括摩擦轴、推料机构、摩擦轴套、第一驱动机构和第二驱动机构，摩擦轴套套设于摩擦轴的外侧且与摩擦轴同轴设置形成容纳腔体，推料机构与摩擦轴同轴设置且被摩擦轴穿过，推料机构可选择性地在容纳腔体内外上下运动，第一驱动机构与摩擦轴连接，第二驱动机构与摩擦轴套连接，摩擦轴包括从上至下依次连接的夹持部、摩擦部和导料部，夹持部与第一驱动机构连接，摩擦部的直径大于夹持部的直径且沿着夹持部到导料部的方向逐渐增大，导料部的直径沿着夹持部到导料部的方向逐渐缩小。其能够实现固相增材，其具有材料适用范围广、效率高及增材层组织性能优良。

技术领域

本发明涉及固相增材技术领域，具体而言，涉及一种摩擦增材装置和摩擦增材方法。

背景技术

增材制造是一种采用材料逐渐累加从而实现零件制造的一种技术，传统的增材方法主要有激光增材、电弧增材、等离子增材等，在航空航天等领域中已经有了广泛的应用。但传统的增材方法都属于熔化增材，存在气孔、组织晶粒粗大、变形大及增材效率低等缺点。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种摩擦增材装置和摩擦增材方法，其能够实现固相增材，其具有材料适用范围广、效率高及增材层组织性能优良、高效绿色无污染、变形小等优点，极大的减小了增材初始材料的尺寸限制。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种摩擦增材装置，包括摩擦轴、推料机构、摩擦轴套、第一驱动机构和第二驱动机构，所述摩擦轴套套设于所述摩擦轴的外侧且与所述摩擦轴同轴设置，所述摩擦轴和所述摩擦轴套之间形成用于容纳增材材料的容纳腔体，所述推料机构与所述摩擦轴同轴设置且被所述摩擦轴穿过，所述推料机构可选择性地在所述容纳腔体内外上下运动，所述第一驱动机构与所述摩擦轴连接以带动所述摩擦轴转动，所述第二驱动机构与所述摩擦轴套连接以带动所述摩擦轴套转动，所述摩擦轴包括从上至下依次连接的夹持部、摩擦部和导料部，所述夹持部与所述第一驱动机构连接，所述摩擦部的直径大于所述夹持部的直径且沿着所述夹持部到所述导料部的方向逐渐增大，所述导料部的直径沿着所述夹持部到所述导料部的方向逐渐缩小。

在可选的实施方式中，所述为圆柱形，所述推料机构上设置有贯穿的安装孔，所述摩擦轴穿设于所述安装孔内。

在可选的实施方式中，所述摩擦轴套内设置有扰料件，所述扰料件凸出于所述摩擦轴套的侧壁。

在可选的实施方式中，所述扰料件为多个且沿着所述摩擦轴套的轴向以及径向均匀分布。

在可选的实施方式中，所述摩擦轴套的内表面为粗糙表面。

在可选的实施方式中，所述第二驱动机构包括传动轴承、驱动件以及皮带，所述驱动件的转轴上设置有转动轮，所述皮带套设于所述传动轴承和所述转动轮上，所述摩擦轴的所述夹持部穿过所述传动轴承的内圈，所述传动轴承的外圈与所述摩擦轴套固定连接。

在可选的实施方式中，所述摩擦轴套包括套筒部和挤出碾压部，所述套筒部为圆筒状，所述挤出碾压部的直径沿着所述套筒部到所述挤出碾压部的方向逐渐缩小，所述挤出碾压部的高度小于所述导料部的高度。

在可选的实施方式中，所述摩擦轴的材质为工具钢、钨铼合金或陶瓷。

第二方面，本发明提供一种摩擦增材方法，其包括：采用如上述实施方式中的摩擦增材装置在基板上进行摩擦增材。

在可选的实施方式中，其包括如下步骤：将所述基板固定于工作台上，所述摩擦增材装置与所述基板呈1°-10°设置，将所述推料机构移动至脱离所述容纳腔体并向所述容纳腔体内填充增材材料；