[发明专利]一种用于金属增材制造的锻打装置

说明书

本发明公开了一种用于金属增材制造的锻打装置，包括打印头、导向座、导杆、锻锤、导向轴承和振动座，所述导向座抱紧在打印头上，导向座上对称的设置有两个导向轴承且每个导向轴承内设置有一导杆，导杆的内部设置有导孔，导杆的下端固定在锻锤上、上端固定在振动座上，进水接头和出水接头安装在振动座上且与导孔连通，第一振动电机和第二振动电机安装在振动座上且分别位于打印头的两侧，所述锻锤为圆环型且内部设置有环形冷却流道，导杆的导孔与冷却流道连通，第一振动电机和第二振动电机工作时带动锻锤上下振动击打工件。本发明使金属增材制造每一层的微观组织由铸态转变成为锻态组织，大幅细化晶粒和提高力学性能。

技术领域

本发明涉及金属增材制造技术领域，具体地涉及一种用于金属增材制造的锻打装置。

背景技术

目前，增材制造技术己经在铸造砂型、生物医疗器械、高分子材料等领域获得了广泛应用，但是由于该技术本身的特点限制了其在金属零部件快速成形制造领域的应用，尤其在利用现有的高能束（激光、电于束和等离于）增材制造技术制造大型复杂金属结构件时遇到了瓶颈。因为金属的增材制造过程经历了复杂物理治金过程，零件成形时经历的材料熔化、凝固和冷却都是在极快的条件下进行的，不可避免的导致熔池与基体间处在很大的温度梯度，这样会产生热应力和残余应力，易产生微裂纹降低材料的韧性。同时，材料内部的金属组织为铸态，呈现出树枝状。另外，由于增材制造过程中多种成形工艺因素的影响，在金属沉积层中易形成裂纹、气孔、夹杂、层间结合不良、球化效应等缺陷，材料内部微观组织缺陷导致增材制造金属零部件的力学性能（如韧性、强度和疲劳性能等）劣化，这是影响增材制造技术在金属零部件、特别是大型复杂金属构件制造应用推广的最主要技术瓶颈。

因此，如何改善材料内部微观组织、碱少材料内部缺陷、提高金属零部件的力学性能，降低和消除增材制造金属零部件内部残余应力防止变形和开裂、实现大型金属构件控形控性增材制造是目前金属增材制造领域一个重要的研究方向。

目前，解决增材制造微观组织和力学性能主要方法和技术有后处理技术、超声干扰、超声冲击和滚压轧制技术。通过对目前现有的几种改善增材制造微观组织和提高金属零部件力学性能的方法分析可以发现，这些方法和技术，能够在一定程度上改善了金属增材制造材料内部微观组织和提高了金属零部件的力学性能，但每种增材制造辅助方法都存在一定局限性，只能在一定的条件下使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于金属增材制造的锻打装置，能够解决金属增材制造所制备材料内部残余应力引起的开裂、材料内部缺陷以及材料内部微观组织粗大和不均匀导致的零部件力学性能差等问题。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案是：一种用于金属增材制造的锻打装置，包括打印头、导向座、导杆、锻锤、导向轴承和振动座，所述导向座抱紧在打印头上，导向座上对称的设置有两个导向轴承且每个导向轴承内设置有一导杆，导杆的内部设置有导孔，导杆的下端固定在锻锤上、上端固定在振动座上，进水接头和出水接头安装在振动座上且与导孔连通，第一振动电机和第二振动电机安装在振动座上且分别位于打印头的两侧，第一振动电机和第二振动电机工作时带动锻锤上下振动击打工件。

进一步地，所述锻锤为圆环型且内部设置有环形冷却流道，导杆的导孔与冷却流道连通。

本发明的有益效果是：一种用于金属增材制造的锻打装置，通过第一振动电机和第二振动电机在金属逐层打印时带动锻锤上下振动锻打工件，可消除增材制造成形件特有的规则的枝状结晶组织，使其每一层的微观组织由铸态转变成为锻态组织，大幅细化晶粒和提高力学性能。

附图说明

图1为本发明一种用于金属增材制造的锻打装置结构示意图。

图2为本发明一种用于金属增材制造的锻打装置结构剖视图。