[发明专利]一种轧辊等离子3D快速成型设备及成型方法

权利要求书

1.一种轧辊等离子3D快速成型设备，其特征在于：由监控系统、等离子束流加工系统和 供待成型轧辊放置的水平打印台组成，所述待成型轧辊包括辊芯(3-1)和布设在辊芯(3-1) 中部外侧的辊身外层(3-2)，辊身外层(3-2)与辊芯(3-1)呈同轴布设；所述水平打印台包括 水平支撑机构(16)和固定安装在水平支撑机构(16)上且带动辊芯(3-1)绕其中心轴线进行 旋转的水平旋转机构(4)，所述水平旋转机构(4)位于水平支撑机构(16)上方，所述辊芯(3- 1)呈水平布设且其安装于水平旋转机构(4)上；

所述等离子束流加工系统由安装有喷头且用于产生等离子束的等离子体发生器、为所 述等离子体发生器提供工作气体的供气装置(1)、用于连续送出被加工丝材(2)的送丝装置 和对打印位置进行调整的打印位置调整装置组成，所述等离子体发生器和所述送丝装置均 位于水平旋转机构(4)上方，所述送丝装置位于所述等离子体发生器一侧；所述供气装置 (1)通过供气管(5)与所述等离子体发生器上所开的进气口连接；所述被加工丝材(2)的外 端为熔化端，所述熔化端位于所述喷头的出口下方且其位于所述等离子束的中心轴线上； 所述打印位置调整装置包括带动所述等离子体发生器与所述送丝装置同步在水平面上进 行移动的水平移动装置和带动所述等离子体发生器、所述送丝装置与所述水平移动装置同 步移动并相应对所述喷头的出口与辊芯(3-1)之间的距离进行调节的打印距离调节装置， 所述等离子体发生器和所述送丝装置均安装在所述水平移动装置上，且所述水平移动装置 安装在所述打印距离调节装置上；

所述监控系统包括对所述水平移动装置进行控制的水平移动控制器(24)、对辊身外层 (3-2)的外表面温度进行实时检测的温度检测单元(9)、对所述喷头的出口与辊芯(3-1)之 间的距离进行实时检测的距离检测单元(8)、对所述打印距离调节装置进行控制的打印距 离调节控制器(10)、对辊芯(3-1)的旋转角度进行实时检测的旋转角度检测单元(26)和对 水平旋转机构(4)进行控制的旋转控制器(15)，所述水平移动控制器(24)与所述水平移动 装置连接，所述打印距离调节控制器(10)与所述打印距离调节装置连接，所述温度检测单 元(9)和距离检测单元(8)均与打印距离调节控制器(10)连接；所述温度检测单元(9)与打 印距离调节控制器(10)组成温度调控装置；所述旋转角度检测单元(26)与旋转控制器(15) 连接。

2.按照权利要求1所述的一种轧辊等离子3D快速成型设备，其特征在于：所述监控系统 还包括对所述等离子体发生器进行控制的等离子发生控制器(7)、对供气管(5)的气体流量 进行实时检测的气体流量检测单元(11)和对供气管(5)上安装的流量调节阀(25)进行控制 的气体流量控制器(12)，所述等离子发生控制器(7)与所述等离子体发生器连接，所述气体 流量检测单元(11)与气体流量控制器(12)连接。

3.按照权利要求1或2所述的一种轧辊等离子3D快速成型设备，其特征在于：所述等离 子体发生器包括等离子枪(13)，所述喷头为等离子枪(13)前端的阳极喷嘴(13-2)；所述等 离子枪(13)包括开有所述进气口的枪体(13-1)、位于枪体(13-1)正前方的阳极喷嘴(13-2) 和插装于枪体(13-1)内的阴极(13-3)，所述阳极喷嘴(13-2)位于阴极(13-3)前侧，所述放 电室(13-4)位于阴极(13-3)前侧且其位于阳极喷嘴(13-2)的后部内侧，所述阳极喷嘴(13- 2)的前部内侧为喷口(13-5)；所述阳极喷嘴(13-2)、阴极(13-3)和放电室(13-4)均与枪体 (13-1)呈同轴布设；所述进气口位于枪体(13-1)后侧，所述喷口(13-5)与枪体(13-1)呈同 轴布设或与枪体(13-1)的中心轴线之间的夹角为30°～45°。

4.按照权利要求1或2所述的一种轧辊等离子3D快速成型设备，其特征在于：所述送丝 装置包括上部缠绕有被加工丝材(2)的丝盘(6)、对被加工丝材(2)进行输送的送丝机构和 对所述送丝机构进行驱动的送丝驱动机构(14)，所述送丝机构位于丝盘(6)内侧且与所述 送丝机构连接；所述丝盘(6)同轴安装在转轴上且能绕所述转轴进行转动。