[发明专利]用于金属增材制造过程温度控制的装置

权利要求书

1.一种用于金属增材制造过程温度控制的装置，其特征在于，包括打印基体、设于打印基体外表面的打印构件、冷却装置和温度监控器，所述温度监控器用于监控打印构件的实时温度；

所述冷却装置包括水雾喷头，与水雾喷头连接的集成管道，与集成管道连接的供气单元和与集成管道连接的供水单元，所述水雾喷头设于打印基体的内部，所述水雾喷头距离打印基体内表面预设距离，所述水雾喷头用于喷出冷却水雾，所述冷却水雾作用于与打印构件相接触的打印基体上；

所述打印基体内通入用于平衡打印构件整体温度的平衡水；

通过温度监控器、冷却装置、平衡水的用量和平衡水的温度来联合控制打印基体和/或打印构件的温度在100~300℃内任意可调，精度为±15℃；

通过控制打印基体内部的平衡水，以使打印构件在任意位置的温度均在目标控制温度的范围内，精度为±15℃；

所述打印基体和打印构件为金属构件；

当打印金属的层间温度为100℃时，供气单元的气压为0.5-1.0MPa，供水单元的水流量为1-10L/min，同时使用平衡水，平衡水的温度为30~60℃，平衡水的水位为150~400mm；

当打印金属的层间温度为150℃时，供气单元的气压为0.5-1.0MPa，供水单元的水流量为1.5-8L/min，同时使用平衡水，平衡水的温度为40~70℃，平衡水的水位为100~300mm；

当打印金属的层间温度为200℃时，供气单元的气压为0.5-1.0MPa，供水单元的水流量为0.5-6L/min，同时使用平衡水，平衡水的温度为50~80℃，平衡水的水位为50~250mm；

当打印金属的层间温度为250℃时，供气单元的气压为0.5-1.0MPa，供水单元的水流量为0.1-5L/min，同时使用平衡水，平衡水的温度为50~90℃，平衡水的水位＜100mm；

当打印金属的层间温度为300℃时，供气单元的气压为0.5-1.0MPa，供水单元的水流量为0-3L/min，同时使用平衡水，平衡水的温度为50~90℃，平衡水的水位＜100mm。

2.如权利要求1所述的用于金属增材制造过程温度控制的装置，其特征在于，所述冷却装置包括多个水雾喷头，每个水雾喷头的水量和气量可单独调节，每两个水雾喷头的喷雾面相重叠。

3.如权利要求1所述的用于金属增材制造过程温度控制的装置，其特征在于，所述供气单元包括气阀、气压计和空气通道，所述供水单元包括冷却水阀、水流量计和水通道；

所述集成管道包括至少一个空气通道和至少两个水通道，所述水通道围绕空气通道设置。

4.如权利要求3所述的用于金属增材制造过程温度控制的装置，其特征在于，所述集成管道包括一个空气通道和六个水通道，所述空气通道设于中间，三个水通道为一组，不同组的水通道分别设于空气通道的两侧，每组水通道呈三角形排列。

5.如权利要求1所述的用于金属增材制造过程温度控制的装置，其特征在于，所述打印基体内部设有挡雾板，所述打印基体内部充盈水蒸气；

所述打印基体为管状结构。

6.如权利要求5所述的用于金属增材制造过程温度控制的装置，其特征在于，还包括水雾抽离装置，所述水雾抽离装置与打印基体相连接，用于将打印基体内部的水蒸气排出。

7.如权利要求1所述的用于金属增材制造过程温度控制的装置，其特征在于，所述水雾喷头与打印基体之间的距离为200-400mm。

8.如权利要求1所述的用于金属增材制造过程温度控制的装置，其特征在于，所述打印构件的上方设有打印枪头，所述冷却装置与打印枪头安装在可移动的支架底座上，所述冷却装置随着打印枪头前后左右移动，以使打印枪头处于冷却水雾中心。