[实用新型]一种增材制造装置

说明书

本实用新型属于增材制造技术领域，公开了一种增材制造装置,包括射线发生装置，所述射线发生装置包括：阴极，受热后能够逸出电子；激光器，用于产生激光，所述激光用于加热所述阴极；栅极，用于汇聚所述电子形成电子束；阳极，位于所述阴极下方且接地设置，所述阳极中间开设有孔，所述阳极和所述阴极之间形成有用于使所述电子束穿过所述孔的电位差。本实用新型通过激光器产生激光，并由激光加热阴极，使得阴极产生电子并形成电子束，其相较于现有技术的电加热阴极的方式，无需大电流加热，避免了因电流产生磁场会影响电子的分布，提高了阴极的寿命，也提高了增材制造时束斑的质量以及增材制造的质量和效率。

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种增材制造装置。

背景技术

增材制造(3D打印)是一种通过连续熔合一个以上薄层的材料来制造三维实体零件的制造技术。目前增材制造可采用电子束作为热源，其可以将材料薄层加热到很高温度(500-1000摄氏度)，成形过程应力低，开裂风险小；成形之后无需热处理就可以直接使用。

目前的电子束源一般采用电加热或初级电子轰击等方式加热阴极，使得阴极温度升高到可以溢出电子的温度，随后产生电子束，来对材料薄层进行加热成型。其中电加热阴极的方式存在以下不足：一是加热电流大，一般超过10A，大电流产生磁场会影响电子的分布，造成束斑质量下降；二是阴极一般为片状或者丝状，电加热阴极时，阴极容易烧断，寿命较短。

初级电子轰击方式则存在以下不足：一是需要轰击级+发射级两级电子束发射，造成结构复杂，制造和维护难度增加；二是轰击级仍然采用电加热产生电子，加热电流大，大电流同样产生不利于束斑质量的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种增材制造装置，能够解决电加热阴极时束斑质量下降的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种增材制造装置，包括射线发生装置，所述射线发生装置包括：

阴极，受热后能够逸出电子；

激光器，用于产生激光，所述激光用于加热所述阴极；

栅极，用于汇聚所述电子形成电子束；

阳极，位于所述阴极下方且接地设置，所述阳极中间开设有孔，所述阳极和所述阴极之间形成有用于使所述电子束穿过所述孔的电位差。

作为优选，所述射线发生装置还包括光纤，所述光纤连接于所述激光器，用于传导所述激光。

作为优选，所述射线发生装置还包括光纤固定头，所述光纤固定头连接于所述光纤，用于使所述光纤传导的激光垂直的加热所述阴极。

作为优选，所述光纤固定头上设置有可拆卸的玻璃片，所述激光经所述玻璃片通过并加热所述阴极。

作为优选，还包括高压电源，所述高压电源分别连接阴极以及栅极。

作为优选，还包括成形室，所述成形室内部为真空环境，所述激光器位于所述成形室的顶部外侧，所述阴极、栅极以及阳极位于所述成形室的顶部内侧。

作为优选，所述成形室包括上真空腔室以及下真空腔室，所述上真空腔室和下真空腔室均连接有抽真空设备。

作为优选，所述阴极设有圆环形底面，所述圆环形底面能够逸出所述电子。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过激光器产生激光，并由激光加热阴极，使得阴极产生电子并形成电子束，其相较于现有技术的电加热阴极的方式，无需大电流加热，避免了因电流产生磁场会影响电子的分布，提高了阴极的寿命，也提高了增材制造时束斑的质量以及增材制造的质量和效率。而且本实用新型的上述结构，其结构简单，便于制造和维护。