CN106738857A - 一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法 - Google Patents

一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106738857A
CN106738857A CN201611050214.5A CN201611050214A CN106738857A CN 106738857 A CN106738857 A CN 106738857A CN 201611050214 A CN201611050214 A CN 201611050214A CN 106738857 A CN106738857 A CN 106738857A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
laminar flow
jet
raw material
flow jet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611050214.5A
Other languages
English (en)
Inventor
潘文霞
孟显
黄河激
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Mechanics of CAS
Original Assignee
Institute of Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Mechanics of CAS filed Critical Institute of Mechanics of CAS
Priority to CN201611050214.5A priority Critical patent/CN106738857A/zh
Publication of CN106738857A publication Critical patent/CN106738857A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法，包括：选取原材料、可调材料给进机构将原材料送入等离子体射流中心熔化、按照程控***设定的程序产生所需条件的层流热等离子体射流、使原材料供入层流热等离子体射流中心进行熔化、向熔化区域加入预定量的保护气和冷却气、一次成型出复杂结构及满足同一构件各部位组织和性能要求不同的零部件。本发明具有成型材料选择范围广、避免添加粘接剂、材料利用率高、成型速度快、成型后的零部件均匀性好、层间结合紧密强度高、设备简单成本低等特点，大大提高了零部件直接成型的质量、精度、强度和效率。

Description

一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法
技术领域
本发明属于零部件加工制造技术领域，特别涉及一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法。
背景技术
程控快速成型技术是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆积的方式来构造物体的技术，被广泛用于模型制造，后逐渐用于一些产品的直接制造，主要有光固化成型、材料喷射、粘接剂喷射、熔融沉积制造、选择性激光烧结、片层压、定向能量沉积等成型工艺。近些年，程控快速成型技术已经取得了显著进展，但仍然存在制作的零件精度及表面质量不能满足工程直接使用要求、产品机械强度不高、激光烧结精度不高、高功率的激光器价格昂贵等不足。热等离子体射流在发生器出口附近的最高温度可超过104K，能流密度可达108W/m2,用于材料表面加工，具有很高的工艺速率，相比于激光、电子束等其它高能束流加工，具有设备简单和能量利用率高的特点。层流等离子体射流具有射流脉动小、与周围气体掺混少、射流长度可随产生参数的改变而大幅度变化、工作噪音低、可重复性好等优点。这些特性为层流等离子体射流材料表面加工新工艺的探讨提供了可能性。
发明内容
本发明的目的是：提供一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法，解决现有的程控快速成型技术存在表秒精度不高、机械强度不够、经济效益低等问题，进一步提高零部件直接加工成型的精度、强度、工艺水平。
本发明的技术方案是：一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法，主要包括下列步骤：
A.使用零件要求的组分的特制无添加剂高纯度丝材或带材作为逐层增层制造零部件的原材料；
B.将原材料固定于可调材料给进机构；
C.按照程控***设定的程序产生所需条件的层流热等离子体射流；
D.将程控***、材料送给***、保护气、冷却气***、层流等离子体射流发生器工况调节***关联，使原材料从可调材料给进机构按照预定的速度、角度、位置供入层流热等离子体射流中心进行熔化；
E.在熔化的同时，向熔化区域加入预定量的保护气和冷却气，使熔化后的原材料堆积凝固于多维程控零部件增层成型台上预定位置；
F.按照预定的零部件形状及零部件各部位的组织和性能要求，控制零部件各部位局部材料种类、熔化状况和冷却条件，一次成型出复杂结构及满足同一构件各部位组织和性能要求不同的零部件。
更进一步地，所述步骤A中原材料可以是单根同组分材料，也可是单根随着长度位置变组分的材料，亦可是多根组分逐渐过渡或完全不同种类的材料。
更进一步地，所述步骤B中可调材料给进机构为多组，固定于同一中心开孔的材料给进机构平台，每组均可单独定位和控制送给速度，能送给丝材也能送给带材。
更进一步地，所述步骤B中材料给进机构平台与层流热等离子体发生器支架连接，平台开孔中心与等离子体射流中心线同心。
更进一步地，所述步骤E所述的零件增层成型台为多维程控移动及转动平台，装有定向保护气及冷却气***。
本发明利用层流等离子体射流的极高温熔化特制复合丝材或带材，实现了复杂组织结构和性能的零部件一次成型，具有成型材料选择范围广、避免添加粘接剂、材料利用率高、成型速度快、成型后的零部件均匀性好、层间结合紧密强度高、设备简单成本低等特点，大大提高了零部件直接成型的质量、精度、强度和效率。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为本发明实际应用示意图。
具体实施方式
实施例1：参见图1、图2，一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法，主要包括下列步骤：
A.使用零件要求的组分的特制无添加剂高纯度丝材或带材作为逐层增层制造零部件的原材料，原材料可以是单根同组分材料，也可是单根随着长度位置变组分的材料，亦可是多根组分逐渐过渡或完全不同种类的材料；
B.将原材料固定于可调材料给进机构，可调材料给进机构为多组，固定于同一中心开孔的材料给进机构平台，每组均可单独定位和控制送给速度，能送给丝材也能送给带材；
C.按照程控***设定的程序产生所需条件的层流热等离子体射流；
D.将程控***、材料送给***、保护气、冷却气***、层流等离子体射流发生器工况调节***关联，使原材料从可调材料给进机构按照预定的速度、角度、位置供入层流热等离子体射流中心进行熔化；
E.在熔化的同时，向熔化区域加入预定量的保护气和冷却气，使熔化后的原材料堆积凝固于多维程控零部件增层成型台上预定位置；
F.按照预定的零部件形状及零部件各部位的组织和性能要求，控制零部件各部位局部材料种类、熔化状况和冷却条件，一次成型出复杂结构及满足同一构件各部位组织和性能要求不同的零部件。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法，其特征在于，主要包括下列步骤：
A.使用零件要求的组分的特制无添加剂高纯度丝材或带材作为逐层增层制造零部件的原材料；
B.将原材料固定于可调材料给进机构；
C.按照程控***设定的程序产生所需条件的层流热等离子体射流；
D.将程控***、材料送给***、保护气、冷却气***、层流等离子体射流发生器工况调节***关联，使原材料从可调材料给进机构按照预定的速度、角度、位置供入层流热等离子体射流中心进行熔化；
E.在熔化的同时，向熔化区域加入预定量的保护气和冷却气，使熔化后的原材料堆积凝固于多维程控零部件增层成型台上预定位置；
F.按照预定的零部件形状及零部件各部位的组织和性能要求，控制零部件各部位局部材料种类、熔化状况和冷却条件，一次成型出复杂结构及满足同一构件各部位组织和性能要求不同的零部件。
2.如权利要求1所述的一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法，其特征在于：所述步骤A中原材料可以是单根同组分材料，也可是单根随着长度位置变组分的材料，亦可是多根组分逐渐过渡或完全不同种类的材料。
3.如权利要求1所述的一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法，其特征在于：所述步骤B中可调材料给进机构为多组，固定于同一中心开孔的材料给进机构平台，每组均可单独定位和控制送给速度，能送给丝材也能送给带材。
4.如权利要求1所述的一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法，其特征在于：所述步骤B中材料给进机构平台与层流热等离子体发生器支架连接，平台开孔中心与等离子体射流中心线同心。
5.如权利要求1所述的一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法，其特征在于：所述步骤E所述的零件增层成型台为多维程控移动及转动平台，装有定向保护气及冷却气***。
CN201611050214.5A 2016-11-22 2016-11-22 一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法 Pending CN106738857A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611050214.5A CN106738857A (zh) 2016-11-22 2016-11-22 一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611050214.5A CN106738857A (zh) 2016-11-22 2016-11-22 一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106738857A true CN106738857A (zh) 2017-05-31

Family

ID=58912951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611050214.5A Pending CN106738857A (zh) 2016-11-22 2016-11-22 一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106738857A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107649685A (zh) * 2017-11-07 2018-02-02 成都真火科技有限公司 一种用于难熔金属件的3d打印设备
CN107914012A (zh) * 2017-11-07 2018-04-17 成都真火科技有限公司 一种用于难熔金属件的3d打印的方法
CN108770169A (zh) * 2018-07-23 2018-11-06 大连海事大学 一种引入保护气的大气压非平衡等离子体射流装置
CN108890233A (zh) * 2018-07-25 2018-11-27 合肥工业大学 一种通过激光熔覆甩带材料增材制造的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103639412A (zh) * 2013-12-30 2014-03-19 王利民 一种3d打印机
CN104493166A (zh) * 2015-01-15 2015-04-08 中国科学技术大学 利用层流状态的直流等离子体炬进行金属部件快速成形方法
CN105234538A (zh) * 2015-11-10 2016-01-13 武汉高力热喷涂工程有限责任公司 一种龙门式大功率等离子弧3d打印设备与方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103639412A (zh) * 2013-12-30 2014-03-19 王利民 一种3d打印机
CN104493166A (zh) * 2015-01-15 2015-04-08 中国科学技术大学 利用层流状态的直流等离子体炬进行金属部件快速成形方法
CN105234538A (zh) * 2015-11-10 2016-01-13 武汉高力热喷涂工程有限责任公司 一种龙门式大功率等离子弧3d打印设备与方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107649685A (zh) * 2017-11-07 2018-02-02 成都真火科技有限公司 一种用于难熔金属件的3d打印设备
CN107914012A (zh) * 2017-11-07 2018-04-17 成都真火科技有限公司 一种用于难熔金属件的3d打印的方法
CN108770169A (zh) * 2018-07-23 2018-11-06 大连海事大学 一种引入保护气的大气压非平衡等离子体射流装置
CN108770169B (zh) * 2018-07-23 2023-06-06 大连海事大学 一种引入保护气的大气压非平衡等离子体射流装置
CN108890233A (zh) * 2018-07-25 2018-11-27 合肥工业大学 一种通过激光熔覆甩带材料增材制造的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106738857A (zh) 一种基于层流热等离子体射流的零部件直接成型制造方法
Zhang et al. Fundamental study on plasma deposition manufacturing
WO2018214612A1 (zh) 一种3d打印用喂料及其制备方法和应用
CN105817626B (zh) 一种金属材料梯度构件熔融涂覆成形装置及方法
TW201632345A (zh) 彈性變向佈料高速3d成形技術
CN105218939A (zh) 一种可发泡的3d打印材料及其制备方法
CN107159886A (zh) 自适应变熔池激光增材制造工艺
CN104550958A (zh) 一种金属3d打印机喷头
CN110773837A (zh) 一种钛合金高精度电弧增材制造工艺
CN106001571A (zh) 一种金属零件激光选区合金化增材制造方法
CN108098113A (zh) 高频脉冲控制式电弧机器人增材制造方法
CN107442941A (zh) 一种铝合金双丝激光增材制造方法
CN105312570B (zh) 一种用于零件或模具的增量制造方法
CN103846448B (zh) 一种超低氧球形微米铜粉的制备方法
CN110814350B (zh) 一种铝合金超声辅助3d打印装置及其打印方法
CN109396434A (zh) 一种基于选区激光熔化技术制备钛合金零件的方法
CN109909616A (zh) 一种基于低功率激光诱导tig电弧的不锈钢结构件增材制造方法及制造***
CN105750548A (zh) 电子束金属喷射增材制造装置及方法
CN104475951B (zh) 一种电阻加热金属丝材熔积成形方法
CN115846686A (zh) 一种栅格舵的分区并行丝材增材制备方法
CN207026485U (zh) 一种多丝材功能梯度结构的增材制造装置
CN105642892B (zh) 激光增材制造in718合金成形固溶强化方法
CN109128169A (zh) 一种大型高性能金属零件激光直接制造技术
CN109128162A (zh) 一种嵌入预制件的金属工件加工方法
CN112342425A (zh) 基于丝粉混合沉积方法制备层状高强韧复合材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170531

RJ01 Rejection of invention patent application after publication