一种电子束熔丝增材制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电子束熔丝增材制造装置，其包括真空成形室、零件承载平台、电子枪和电子枪真空室，所述的电子枪真空室安装在所述成型真空室顶部，并与所述成型真空室相连通，所述的零件承载平台安装在所述真空成形室内部，所述电子枪真空室内设置有电子枪升降导轨，所述电子枪安装在所述电子枪升降导轨上，所述电子枪可沿所述电子枪升降导轨上下移动本发明专利技术的电子束熔丝增材制造装置具有更高的生产效率和成型精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术可用于金属零部件的增材制造领域，特别涉及一种电子束熔丝增材制造装置。
技术介绍
增材制造技术又名3D打印或快速成形技术。它是一种以数字三维模型图文件为基础，运用金属粉末、金属丝材或可粘合性塑料等材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术。快速成形制造技术被广泛用在模具制造、工业设计等领域，现正逐渐用于一些产品的直接制造,特别是一些高价值的应用，比如人体植入髋关节、牙齿和一些飞机零部件等。金属零部件快速成形制造方法主要有激光选区烧结(SLS)、激光选区熔化(SLM)、激光同轴送粉直接制造、电子束熔丝成形(EBAM)、电子束选区熔化成形(EBM)等方法。这几种方法都不同程度存在着局限性，比如几种采用激光为热源的增材制造方法和电子束选区熔化成形都是采用金属粉末作为成形原材料，这些方法所需金属粉末制造难度大，容易受到污染，不易保存，使用成本高，成形效率低。电子束熔丝成形采用金属丝材作为成形原材料，最大的优点是成形速度快，但成形精度较低，适用于制造大型复杂零件的毛坯。现有电子束熔丝快速成形技术是以电子束作为热源，在基材或上一层熔化堆积层表面形成熔池，并将金属丝送入熔化区域实现逐层堆积快速成形制造。现有的电子束熔丝增材制造装置机床运动模式可分为三种：(1)电子枪固定，由零件承载平台在真空室内进行X、Y、Z三个方向的运动，调整工作面的位置和运动方向；(2)电子枪可在水平X方向和竖直Z方向运动，零件承载平台在Y垂直方向运动，两者相配和实现试验调整零件位置和运动方向；(3)电子枪可在X、Y、Z三个方向的运动。这几种方法都存在以下缺点：(1)电子枪、送丝机构、零件承载平台都安装在真空成形室内，能够生产的零件尺寸受到内部运动机构行程的限制，真空成形室的利用率低，为了生产大零件必须制造更大的真空成形室。(2)送丝机构安装在真空成形室内部，更换焊丝时必须对真空成形室放气，影响到零件的连续加工，生产效率大大降低。(3)送丝位置固定，不能保证焊丝始终从熔池的前方送入，成型效果差。总之，采用普通熔丝快速成形设备不利于大型金属零件的电子束熔丝增材制造。
技术实现思路
为了解决现有技术的上述问题，有必要提供一种电子束熔丝增材制造装置，在能最大限度利用成型真空室的同时，具有更高的生产效率和成型精度。本专利技术解决技术问题提供的技术方案是：一种电子束熔丝增材制造装置，其包括真空成形室、零件承载平台、电子枪和电子枪真空室，所述的电子枪真空室安装在所述成型真空室顶部，并与所述成型真空室相连通，所述的零件承载平台安装在所述真空成形室内部，所述电子枪真空室内设置有电子枪升降导轨，所述电子枪安装在所述电子枪升降导轨上，所述电子枪可沿所述电子枪升降导轨上下移动。本专利技术实施例中，所述电子枪升降导轨与所述电子枪真空室顶面垂直设置。本专利技术实施例中，所述分离阀门安装在所述成型真空室内侧的顶部，所述的分离阀门可沿所述真空室内侧的顶部移动至所述成型真空室和所述电子枪真空室的连通处，以隔离所述真空成形室和所述电子枪真空室。本专利技术实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置还包括真空管路和真空系统，所述真空系统通过所述真空管路与所述成型真空室和所述电子枪真空室相联通，用于对所述成型真空室和所述电子枪真空室相联通进行抽真空处理。本专利技术实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置还包括电源控制系统，所述电源控制系统用于控制所述真空系统、零件承载平台、电子枪和分离阀门完成各种功能和动作，所述电源控制系统用于控制所述真空系统、零件承载平台、电子枪和分离阀门完成各种功能和动作。本专利技术实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置还包括开设于所述电子枪真空室一侧的焊丝更换窗口。本专利技术实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置所述零件承载平台可在水平方向精确移动。本专利技术实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置还包括送丝盘环形运动装置，所述电子枪还包括电子枪外壳，所述送丝盘环形运动装置安装在所述电子枪外壳上。本专利技术实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置还包括送丝枪和送丝盘，所述送丝盘安装在所述送丝盘环形运动装置上，所述送丝盘用于安装焊丝，所述送丝枪与所述送丝盘通过焊丝相连接，所述送丝枪用于将所述送丝盘的焊丝发射到所述电子枪的枪口位置。本专利技术实施例中，所述电子束熔丝增材制造装置所述送丝盘可以围绕所述电子枪的中线做圆周运动。与现有技术相比较，本专利技术的电子束熔丝增材制造装置采用垂直升降的电子枪，可以最大限度的利用成型真空室的空间，有利于大型金属零件的成形制造，降低生产制造成本；采用送丝盘安装和送死盘运动方式可以始终保证焊丝从熔池前方送入熔化区域，有利于焊缝成型，提高增材制造成型效果；另外，采用分离阀门将成型真空室和电子枪真空室分离，能够在不破坏成型真空室真空的条件下更换焊丝和灯丝，有利于长时间工作制造大型金属零件。附图说明图1是本专利技术实施例的一种电子束熔丝增材制造装置结构示意图。图1中各元件说明如下：1.真空成形室；2.零件承载平台；3.待成型零件；4.送丝枪；5.送丝盘；6.真空管路；7.真空系统；8.电源控制系统；9.电子枪；10.电子枪升降导轨；11.电子枪真空室；12.分离阀门；13.送丝盘环形运动装置；14.电子枪外壳；15.焊丝更换窗口。图2是图1中的电子束熔丝增材制造装置最大空间利用效果示意图。图3是图1中的电子束熔丝增材制造装置更换焊丝和灯丝效果示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术实施案例提供的电子束熔丝增材制造装置包括：真空成形室1、零件承载平台2、送丝枪4、送丝盘5、真空管路6、真空系统7、电源控制系统6、电子枪9、电子枪升降导轨10、电子枪真空室11、分离阀门12、送丝盘环形运动装置13、焊丝更换窗口15。所述电子枪9包括电子枪外壳14。所述电子枪真空室11安装在所述成型真空室1外侧的顶部，并与所述成型真空室1相通。所述零件承载平台2安装在所述真空成形室1内部，可在水平方向精确移动。所述送丝枪4、所述送丝盘5、所述电子枪9、所述电子枪升降导轨10、所述送丝盘环形运动装置13安装在所述电子枪真空室11内部。所述送丝盘环形运动装置13安装在所述电子枪外壳14上，所述送丝盘5安装在所述送丝盘环形运动装置13上。所述送丝盘5用于安装焊丝，所述送丝枪4与所述送丝盘5通过焊丝相连接，所述送丝枪4用于将所述送丝盘5中的焊送至所述电子枪9的枪口位置，为形成待成型零件3提供焊丝原料。所述送丝盘5可以围绕所述电子枪9的中线做圆周运动，能够使焊丝始终从所述熔池的前方送入所述电子枪升降导轨10与所述电子枪真空室11顶面垂直设置，所述电子枪9安装在所述电子枪升降导轨10上，所述电子枪9依靠所述电子枪升降导轨10可在成型真空室内精确的升降，并能保持稳定的位置，所述的电子枪能够精确的发射电子束，以便于对所述送丝枪4提供的焊丝原料进行加热堆积处理。所述电子枪9发射的电子束作为热源，在基材或上一层熔化堆积层表面形成熔池，所述送丝枪4将焊丝送入所述熔池实现逐层堆积快速成形制造。所述分离阀门12安装在所述成型真空室1内侧的顶部，所述的分离阀门12可沿所述真空室内侧的顶部移动至所述成型真空室1和所述电子枪真空室11的连通处，以隔离真空成形室1和电子枪真空室11。在需要更换焊丝或更换灯丝的时候可以关闭所述分离阀门12，从而隔离所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子束熔丝增材制造装置，其特征在于，包括真空成形室、零件承载平台、电子枪和电子枪真空室，所述的电子枪真空室安装在所述成型真空室顶部，并与所述成型真空室相连通，所述的零件承载平台安装在所述真空成形室内部，所述电子枪真空室内设置有电子枪升降导轨，所述电子枪安装在所述电子枪升降导轨上，所述电子枪可沿所述电子枪升降导轨上下移动。

【技术特征摘要】
1.一种电子束熔丝增材制造装置，其特征在于，包括真空成形室、零件承载平台、电子枪和电子枪真空室，所述的电子枪真空室安装在所述成型真空室顶部，并与所述成型真空室相连通，所述的零件承载平台安装在所述真空成形室内部，所述电子枪真空室内设置有电子枪升降导轨，所述电子枪安装在所述电子枪升降导轨上，所述电子枪可沿所述电子枪升降导轨上下移动。2.根据权利要求1所述的电子束熔丝增材制造装置，其特征在于，所述电子枪升降导轨与所述电子枪真空室顶面垂直设置。3.根据权利要求1所述的电子束熔丝增材制造装置，其特征在于，所述分离阀门安装在所述成型真空室内侧的顶部，所述的分离阀门可沿所述真空室内侧的顶部移动至所述成型真空室和所述电子枪真空室的连通处，以隔离所述真空成形室和所述电子枪真空室。4.根据权利要求3所述的电子束熔丝增材制造装置，其特征在于，还包括真空管路和真空系统，所述真空系统通过所述真空管路与所述成型真空室和所述电子枪真空室相联通，用于对所述成型真空室和所述电子枪真空室相联通进行抽真空处理。5.根据权利要求4所述的电子束熔丝增材制造装...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭光耀，
申请(专利权)人：西安智熔金属打印系统有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61