[发明专利]能进行磁场控制和母材输运的增材制造装置

摘要

本发明公开了一种能进行磁场控制和母材输运的增材制造装置，在金属激光立体成形快速凝固过程中施加磁场，在磁场的作用下，快速凝固的固/液界面处能够产生热电流，热电流与磁场相互作用产生触发熔体流动的热电磁力，枝晶端部受到力的作用后产生剪切，造成枝晶碎断，形成大量新晶核，提高形核率；磁场抑制金属熔体流动，减弱了凝固过程中偏析作用。本发明独创性地将不同种激光金属增材制造的母材输运装置结合起来，实现铺粉、送粉及送丝多种打印情况的母材输送以及组织控制。在磁场控制装置固定在激光发射器上作为母材输运装置，保证激光熔池时刻处于磁场中心，方便对磁场的控制以及进一步探究磁场对激光立体成形的快速凝固过程的影响。

主权项

1.一种能进行磁场控制和母材输运的增材制造装置，主要包括增材制造装置机架本体、控制装置、激光装置、电源装置、原料供应装置和工作平台，待制造的零件在工作平台上的基板之上制备，控制装置主要根据相应装置采集的信息和使用者输入的信息，通过数据处理后向各装置发出控制指令，所述电源装置为各装置提供电能，激光装置主要包括激光发射器，激光发射器光源装置固定安装在增材制造装置机架本体上，提供辐射方向和功率均可调节的激光热源，在进行增材制造时使所发射的激光束的焦点设置于基材或熔池的上方，其特征在于：控制装置主要控制激光装置输出的激光的功率和扫描路径以及工作平台的移动；增材制造装置还包括保护气体装置，为整个增材制造过程提供气体保护的氛围，将增材制造装置在封闭腔体中，在腔体内充入保护气体，并抽出腔体内气体，来实现增材制造过程的气体保护；所述原料供应装置采用增材制造母材输运装置，为增材制造过程提供原料，原料母材粉末或者原料丝材，在保护气体气氛下，将原料输送至基板上的每一层待制造的零件的激光成形位置处，激光逐层将原料熔化并形成逐层熔池；熔池在基板或者已经凝固的零件部分的强冷作用下进行凝固，使待制造的零件进行层层叠加成形；在熔池进行凝固时，通过磁场控制装置(7)在增材制造过程中施加外部磁场，对母材粉末或者原料丝材在受激光照射后快速熔化‑凝固过程进行非接触干预，最终直接制备出零件。