[发明专利]一种超声辅助增材成形平衡位置振幅改变控制方法及装置

权利要求书

1.一种超声辅助增材成形平衡位置振幅改变控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将超声波发生器和增材成形所用的基板进行固定安装，测试其频率f；

根据成形材料的类型和成形的温度梯度，制作标准试样，利用所述超声波发生器测试其在所述标准试样的传播速度v；

依据所述频率f及所述传播速度v，确定超声波在材料增材工况下的波长λ；

根据要成形件的高度和振动需求，通过改变变幅杆长度来实现增材成形平衡位置的振幅从无到有到增强；

在连续增材过程中，当要求成形高度H＜λ/4时采用半波长，则设置基板上端面为高振幅点，调节气缸/液压缸以实现高频高振幅的复合增材；

在连续增材过程中，当要求成形高度H满足λ/4＜H＜λ/2时，通过计算设定初始振动点为基板，需要高度接近实时高度h＝3λ/8×(60％～70％)前，调节气缸/液压缸±(λ/8～λ/6)，使其在H＝3λ/8成形高度时，使其在整个成形过程均产生加大的振动效果；

在连续增材过程中，当要求成形高度H满足λ/2＜H＜3λ/4时，需要实际成形高度接近实时高度h＝3λ/8×(60％～70％)前，调节气缸/液压缸±(λ/8～λ/6)；

当实时高度h＞3λ/8×(30％～40％)时，回调±(λ/8～λ/6)；当实时高度h＝3λ/4×(60％～70％)前，调节所述气缸/所述液压缸±(λ/8～λ/6)，使其在整个成形过程均产生加大的振动效果；

在连续增材过程中，当要求成形高度H满足3λ/4＜H＜λ时，需要高度接近H＝3λ/8×(60％～70％)前，调节气缸/液压缸±(λ/8～λ/6)，实时高度h＞3λ/8×(30％～40％)时，回调所述气缸/所述液压缸±(λ/8～λ/6)；

当实时高度h＝3λ/4×(60％～70％)前，调节所述气缸/所述液压缸±(λ/8～λ/6)，实时高度h＞3λ/4×(30％～40％)时，回调所述气缸/所述液压缸±(λ/8～λ/6)，使其在整个成形过程均产生加大的振动效果。

2.根据权利要求1所述的超声辅助增材成形平衡位置振幅改变控制方法，其特征在于，当要求成形高度H＞λ时，H-λ＝ΔH，依据ΔH的取值范围实现超声辅助增材。

3.根据权利要求2所述的超声辅助增材成形平衡位置振幅改变控制方法，其特征在于，所述依据ΔH的取值范围实现超声辅助增材，具体包括：

当ΔH＜λ/4时，采用半波长，则设置基板上端面为高振幅点，调节气缸/液压缸以实现高频高振幅的复合增材；或，

当λ/4＜ΔH＜λ/2时，通过计算设定初始振动点为基板，需要高度接近实时高度h＝3λ/8×(60％～70％)前，调节气缸/液压缸±(λ/8～λ/6)，使其在ΔH＝3λ/8成形高度时，使其在整个成形过程均产生加大的振动效果；或，

当λ/2＜ΔH＜3λ/4时，需要实际成形高度接近实时高度h＝3λ/8×(60％～70％)前，调节气缸/液压缸±(λ/8～λ/6)；

当实时高度h＞3λ/8×(30％～40％)时，回调±(λ/8～λ/6)；

当实时高度h＝3λ/4×(60％～70％)前，调节所述气缸/所述液压缸±(λ/8～λ/6)，使其在整个成形过程均产生加大的振动效果；或，

当3λ/4＜H＜λ时，需要高度接近H＝3λ/8×(60％～70％)前，调节气缸/液压缸±(λ/8～λ/6)，实时高度h＞3λ/8×(30％～40％)时，回调所述气缸/所述液压缸±(λ/8～λ/6)；

当实时高度h＝3λ/4×(60％～70％)前，调节所述气缸/所述液压缸±(λ/8～λ/6)，实时高度h＞3λ/4×(30％～40％)时，回调所述气缸/所述液压缸±(λ/8～λ/6)，使其在整个成形过程均产生加大的振动效果。

4.根据权利要求2所述的超声辅助增材成形平衡位置振幅改变控制方法，其特征在于，所述依据ΔH的取值范围实现超声辅助增材，具体还包括：

当要求成形高度H＞nλ时，n≥2且为正整数，H-nλ＝ΔH，依据ΔH的取值范围实现超声辅助增材。

5.一种应用于如权利要求1-4中任一项所述的超声辅助增材成形平衡位置振幅改变控制方法的装置，其特征在于，包括超声波发生器(1)、支撑座(2)、支撑弹簧(3)、气缸(4)/液压缸和增材成形基板(5)，所述超声波发生器(1)设于所述支撑座(2)的下端面，所述支撑座(2)与所述增材成形基板(5)之间通过所述支撑弹簧(3)、所述气缸(4)/所述液压缸弹性连接，所述增材成形基板(5)的上端面用于放置增材；其中，所述气缸(4)/所述液压缸的两侧均对称设置一个或多个所述支撑弹簧(3)。