[发明专利]一种丝束同轴的电子束熔丝增材制造设备

摘要

本发明涉及一种丝束同轴的电子束熔丝增材制造设备。该设备包括控制系统以及分别与其电联接的环形束斑冷阴极电子枪、送丝系统、高压加速电源、束流调控系统，气流控制系统、冷却系统、聚焦控制电路、丝端位置检测系统、真空室和设在真空室内的三维运动机构，其中，控制系统基于PLC与CNC构建，电子枪包括上部的环形阴极、下部的锥形阳极及轴向贯穿阴极与阳极的导丝管，阴极连接高压加速电源和冷却系统，阳极的下部锥形出口端连接真空室，三维运动机构用于驱动工作台在三维方向运动，控制系统控制送丝系统将金属丝材通过导丝管从阴极入口端向阳极出口端穿出，控制系统控制束流调控系统、气流控制系统、聚焦控制电路和丝端位置检测系统。

主权项

1.一种丝束同轴的电子束熔丝增材制造设备，其特征在于，包括控制系统(2)以及分别与其电联接的环形束斑冷阴极电子枪(1)、送丝系统(3)、高压加速电源(4)、束流调控系统(5)，气流控制系统(6)、冷却系统(7)、聚焦控制电路(8)、丝端位置检测系统(9)、真空室(13)和设在所述真空室(13)内的三维运动机构(14)，其中，所述控制系统(2)基于PLC与CNC构建，所述电子枪(1)包括上部的环形阴极(101)、下部的锥形阳极(102)以及轴向贯穿阴极(101)与阳极(102)的导丝管(103)，所述阴极(101)连接所述高压加速电源(4)和所述冷却系统(7)，所述阳极(102)的下部锥形出口端连接所述真空室(13)，所述三维运动机构(14)用于驱动阳极(102)出口端下方的工作台在三维方向运动，所述控制系统(2)控制所述送丝系统(3)将金属丝材通过所述导丝管(103)从阴极入口端向阳极出口端穿出，在工作台上进行电子束熔丝增材制造时，所述控制系统(2)控制所述束流调控系统(5)和气流控制系统(6)，用于调控输入所述电子枪(1)的加速电压和气体流量，所述控制系统(2)控制所述聚焦控制电路(8)为所述电子枪(1)提供轴向汇聚磁场，并调节阳极(102)出口端射出束流的焦点位置，使金属丝材的熔化端、熔池位于焦点位置，所述丝端位置检测系统(9)用于采集所述导丝管(103)输出端、金属丝材端部与工件之间的距离，并将采集的距离反馈给所述控制系统(2)，通过调控所述三维运动机构(14)在三维方向的运动，防止与工件碰撞。