[实用新型]金属增量制造的送丝熔丝系统

说明书

技术领域

本实用新型属于先进制造和先进材料工艺领域，具体涉及一种高频感应加热的金属增量制造熔丝送丝系统。

背景技术

增量制造是基于材料累加原理快速成型操作的一项高新制造技术，而其中金属的增量制造技术又是位于增量制造金字塔顶尖的一项全球性难点，被认为是门槛最高、增长最快且最具前途的技术，从飞机发动机部件到医疗植入、汽车部件、航空卫星组件等的制造，无不将它推到了最前沿的位置。然而，现有的高能束金属零件自由增量制造技术存在成形效率不高、成本高、成形精度及性能可靠性不足的瓶颈问题。要克服上述技术瓶颈，需要研究寻找既能保持增量制造技术优势，又能吸收传统技术优点的复合制造新技术，为增量制造向军用高精尖和日常民用两个方向同时应用开辟新路径。

金属增量制造技术激光束技术方法较为成熟，应用材料范围广。它可进行微细和精密加工，便于自动控制连续加工，加工效率高，加工变形和热变形小。但是激光束方案价格昂贵，单件设备高昂，一般激光束金属增量装置的价格都在100万以上，难以民用普及。

金属增量制造技术电子束技术方法可加工材料的范围广，整个加工过程便于实现自动化，加工效率很高。但是加工在真空中进行，一方面污染少、加工表面不易被氧化，另一方面整套的专用设备和真空系统，价格昂贵，在实际生产中受限制程度大。

金属增量制造技术等离子束技术方法目前特种加工中最精密、最微细的加工。离子束加工在高真空中进行，污染少，加工应力和变形极小。成本相对较高，方案成熟度尚需市场认可。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有金属增量制造装置成本高、耗能大的问题，而提出一种采用感应线圈加热的采用智能送气送丝熔丝系统。

本实用新型金属增量制造的送丝熔丝系统包括加热室罩、密封室罩和感应线圈，通过密封室罩围成加热密封室，加热密封室的下部呈倒锥漏斗形，在密封室罩的下部倒锥漏斗形外罩壁上缠绕有感应线圈，在密封室罩的罩外设置有加热室罩，加热室罩和密封室罩之间形成保护气缓冲室，在密封室罩的顶部设置有内室气阀，在加热室罩的顶部设置有外室气阀，在密封室罩的罩顶和罩底上分别开有进丝口和熔滴出口。

本实用新型所述的金属增量制造的送丝熔丝系统包括以下有益效果：

1、金属丝依靠感应线圈涡流产生的电阻热熔化，内部涡流产热，能量利用率更高，感应线圈产生的能量主要用于形成熔滴，熔丝效率高，感应线圈的功率为10～15kw，与激光等增材制造方法相比能够降低成本，节约能源；

2、送气系统送入氩气等惰性气体作为保护气体，实现了反应气氛对增量制造过程的保护，保证了成品和制造质量，并有效降低了研发成本；

3、本实用新型所述的金属增量制造的送丝熔丝系统的制造价格为10万～20万左右，应用感应线圈使得增量制造的使用材料的范围有了很大的拓展，不再局限于部分现有的单一金属材料，并且本实用新型采用感应线圈加热相对于激光束和电子束加工更清洁环保。

附图说明

图1为本实用新型金属增量制造的送丝熔丝系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型金属增量制造的送丝熔丝系统的局部结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式金属增量制造的送丝熔丝系统包括加热室罩1、密封室罩3和感应线圈2，通过密封室罩3围成加热密封室，加热密封室的下部呈倒锥漏斗形，在密封室罩3的下部倒锥漏斗形外罩壁上缠绕有感应线圈2，在密封室罩3的罩外设置有加热室罩1，加热室罩1和密封室罩3之间形成保护气缓冲室，在密封室罩3的顶部设置有内室气阀4，在加热室罩1的顶部设置有外室气阀5，在密封室罩3的罩顶和罩底上分别开有进丝口和熔滴出口。

本实施方式加热室罩和密封室罩之间形成保护气缓冲室起到保护和冷却的作用。

本实施方式中加热密封室为倒锥形，使其外壁缠绕的感应线圈也呈倒锥形，感应线圈的形状设计为锥形是考虑到交变磁场，理想状态为前段感应线圈起预热、加热作用，因为最下面感应线圈的口径最小，磁场作用最强，金属丝恰好在口径最小的地方熔化并滴落。密封室罩为倒锥形，使液滴聚集在出口处，在表面张力作用下容易流出。

本实施方式熔丝系统中引入感应线圈作为增量制造的热源，通过调控感应线圈的参数实现增量制造的智能化控制，既节能清洁，又大幅度降低了制造成本，设备市场应用前景广。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是密封室罩3的罩顶为圆弧形，加热密封室的纵截面呈扇形。