[发明专利]一种金属零部件增材制造装置及工作方法

说明书

本发明涉及一种金属零部件增材制造装置及工作方法，包括外壳，外壳内设有三轴运动平台，三轴运动平台连接有工件承载机构，工件承载机构上方设有运输管及锻压机构，运输管与熔融金属供给机构连接，熔融金属供给机构内的熔融金属能够通过管路流在工件承载机构上，锻压机构用于对工件承载机构的熔融金属进行锻压，采用本发明的制造装置工作效率高，制造出的零部件质量好。

技术领域

本发明涉及增材制造设备技术领域，具体涉及一种金属零部件增材制造装置及工作方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前工业生产中对金属零部件的主要生产流程为：毛坯铸造-毛坯锻造-机加工-热处理等。发明人发现，由于部分金属零部件尺寸较大，面积超过2mX2m，在毛坯铸造过程中需要制作形状复杂且尺寸巨大的砂型箱，此外尺寸较大的金属零部件锻造不可避免的需要使用吨位巨大的锻压机，而且体积较大且形状复杂的零部件在锻压过程中存在锻压不均匀、转位不方便等诸多弊端。另外，为了锻压方便，需要首先生产出来形状简单且体积较大的铸造毛坯，后续再进行机加工来得到所需要的零部件，因此往往材料的利用率极低。此外，复杂金属零部件在铸造过程中，砂型内部容易出现气泡，缩孔和热应力所导致的裂纹等缺陷。铸造完成后再去锻造加工需要重新加热铸造毛坯，需要消耗大量的电能。综上所述，目前传统金属零部件生产方法存在如下弊端：(1)效率低，(2)材料利用率低，(3)加工费时费力，(4)材料均匀一致性较差，容易出现裂纹和气孔等缺陷，(5)能耗高。

增材制造是一种根据数字文件制造三维实体零件的工艺，通常逐层添加材料来实现复杂三维实体零部件的生产，发明人发现，对于金属零部件来讲，目前的增材制造技术仅仅是解决铸造毛坯环节，增材制造出来的金属零部件性能还达不到锻件性能，采用目前增材制造技术加工关键零部件的话，后续依然需要进行锻造处理。因此，目前的增材制造技术从效率和性能方面无法满足金属零部件的高效高质加工。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种金属零部件增材制造装置，具有效率高、柔性高、材料利用率高、性能高的优势。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供了一种金属零部件增材制造装置，包括外壳，外壳内设有三轴运动平台，三轴运动平台连接有工件承载机构，工件承载机构上方设有运输管及锻压机构，运输管与熔融金属供给机构连接，熔融金属供给机构内的熔融金属能够通过管路流在工件承载机构上，锻压机构用于对工件承载机构的熔融金属进行锻压。

结合第一方面，本发明的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述熔融金属供给机构采用金属熔炼电炉，所述金属熔炼电炉设置在外壳上方且与运输管一端连接，运输管的另一端伸入外壳内部。

第二方面，本发明的实施例提供了第一方面所述的一种金属零部件增材制造装置的工作方法：三轴运动平台工作带动工件承载机构在水平面内运动，熔融金属供给机构内的熔融金属通过管路铺设在工件承载机构，熔融金属凝固后，利用锻压机构对凝固的熔融金属进行锻压，完成工件第一层的制造，三轴运动平台带动工件承载机构下降，依次采用相同的方法完成工件多层的制造直至工件制造结束。

本发明的有益效果：

1.本发明的增材制造装置，具有三轴运动平台和与熔融金属供给机构连接的管路，采用增材制作，避免了传统金属零部件需要提前支座辅助的铸造砂型，能够对任何复杂形状的金属零部件进行增材制造加工避免了传统采用砂型铸造出现的材料均匀一致性差的问题，能耗较低。

2.本发明的增材制造装置，具有锻压机构，相比于传统的金属零部件铸造-锻造的工序，直接将所需金属零部件进行增材和锻压，无需后续的机加工，因此极大地提高了材料的利用率。