[发明专利]超声选区叠层增材制造装置及方法

摘要

本发明涉及一种超声选区叠层增材制造装置及方法，属于增材制造技术领域。成形室系统和纸模运动系统位于机架内并固定在其底板上，铺粉系统位于成形室系统的上方并固定在中间支撑板上，移动超声焊接系统和激光扫描切割系统固定于机架的顶部支撑板上。本发明无需采用大功率激光器、电子束等高能发射装置，在静压力下将超声振动能转化为粉末材料间的摩擦能、形变能及有限的升温；本方法所成形零件的残余应力与热变形非常小，可实现粉末颗粒间原子间的结合；可实现高强度金属或非金属三维零件的增材制造，尤其适用于非晶态金属材料的增材制造。具有成形过程中无需保护气体，成形后无需复杂的后处理工艺，成形精度高等优点。

主权项

1.一种超声选区叠层增材制造装置，其特征在于：包括机架、成形室系统、铺粉系统、移动超声焊接系统、激光扫描切割系统和纸模运动系统，所述的成形室系统和纸模运动系统位于机架内并固定在其底板上，所述的铺粉系统位于成形室系统的上方并固定在中间支撑板上，所述的移动超声焊接系统和激光扫描切割系统固定于机架的顶部支撑板上；所述的成形室系统由供粉缸升降机构、供粉缸、成形室、粉末回收缸、粉末回收缸升降机构和成形室升降机构组成，所述的供粉缸、成形室和粉末回收缸固定于机架的中间支撑板上，供粉缸升降机构、粉末回收缸升降机构和成形室升降机构均固定于机架的底板上，所述的供粉缸升降机构和粉末回收缸升降机构结构完全相同；所述成形室系统中的供粉缸升降机构由直线轴承一、外壳一、导杆一、面板一、滚珠丝杠及蜗轮蜗杆机构一、弹性联轴器一、步进电机一和支架一组成，所述的直线轴承一和外壳一固定于机架的底板上，所述的导杆一在直线轴承一中滑动，对面板一进行导向使面板一运行平稳，所述的步进电机一通过弹性联轴器一与滚珠丝杠及蜗轮蜗杆机构一中蜗杆机构进行连接，通过步进电机一转动带动滚珠丝杠及蜗轮蜗杆机构一中的蜗杆转动，进而带动滚珠丝杠中的螺母转动从而使丝杠沿竖直方向移动，所述的面板一固定在导杆和滚珠丝杠及蜗轮蜗杆机构一的丝杠上，所述的步进电机一固定在支架一上，所述的支架一固定于机架的底板上；所述成形室系统中的成形室升降机构由直线轴承二、外壳二、导杆二、面板二、滚珠丝杠及蜗轮蜗杆机构二、弹性联轴器二、步进电机二和支架二组成，所述的直线轴承二和外壳二固定于机架的底板上，导轨二在直线轴承二中滑动，对面板二进行导向使面板运行平稳，所述的步进电机二通过弹性联轴器二与滚珠丝杠及蜗轮蜗杆机构二中蜗杆机构进行连接，通过步进电机二转动带动蜗杆转动，进而带动滚珠丝杠中的螺母转动从而使丝杠沿竖直方向移动，所述的面板二固定在导轨二和滚珠丝杠及蜗轮蜗杆机构二的丝杠上，所述的步进电机二固定在支架二上，所述的支架二固定于机架的底板上。