一种合金材料增材制造设备及制造方法

本发明属于增材制造，尤其涉及一种合金材料增材制造设备及制造方法。

背景技术：

1、3d打印为快速成型技术的一种，又称增材制造。3d打印是一种以数字模型文件为基础，运用金属材料粉体或非金属材料粉体，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。随着3d打印技术的不断成熟，以及3d打印技术所用设备的稳定性不断提升，3d打印技术的应用范围不断扩大。而在3d打印行业中，随着打印物体体积的不断增大，更大的打印幅面、更快的扫描速度和更高的打印精度已成为3d打印技术需要不断改善的方面。

2、现有3d打印技术打印过程为：喷嘴喷出丝状高分子熔化材料，并且，电机驱动喷嘴在xy平面内运动，使得喷嘴喷出的丝状高分子熔化材料在二维平面上形成薄状的打印层，之后，重复以上过程，通过打印层的叠加，使得喷嘴喷出的丝状高分子熔化材料最终打印出三维物体。现有的3d打印方法基本原理是：高分子材料由点形成线，再由线形成面，最终由不同的面叠加形成体。但是，以上方法的打印速度较慢，在需要大规模打印的工业生产中，不利于生产效率的提高。

3、因此，需要设计一种合金材料增材制造设备及制造方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种合金材料增材制造设备及制造方法，以解决上述问题，达到提高3d打印技术的打印速度的目的。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种合金材料增材制造设备，包括底板，所述底板顶端通过若干支撑杆固定连接有顶板，所述底板与所述顶板之间设置有升降部，所述升降部活动连接有升降框，所述升降框内部固定连接有平面移动机构，所述平面移动机构内部固定连接有供粉打印机构，所述底板顶端中部固定连接有工作台，所述供粉打印机构与所述工作台上下对应；

3、所述供粉打印机构包括两个相对设置的固定板，所述固定板顶端与所述平面移动机构内部固定连接，两个所述固定板之间设置有粉末运输部，所述粉末运输部顶部一端设置有粘液输出部，所述粉末运输部底部设置有循环供粉机构，所述循环供粉机构侧壁与所述粉末运输部之间设置有加热模块。

4、优选的，所述循环供粉机构包括第二粉末箱，所述第二粉末箱固定连接在两个所述固定板之间，所述第二粉末箱顶部设置为开口，所述第二粉末箱顶部一端位于所述粉末运输部下方，所述第二粉末箱顶部另一端固定连通有第一粉末箱，所述第一粉末箱内壁底端固定连接有粉末漏斗，所述第二粉末箱内侧中部固定连接有移动供粉部，所述移动供粉部与所述粉末运输部对应，所述第二粉末箱内侧底部固定连接有粉末循环部，所述粉末循环部出口端与所述第一粉末箱固定连通。

5、优选的，所述移动供粉部包括第四电机，所述第四电机与所述第二粉末箱外侧壁固定连接，所述第四电机输出轴穿入所述第二粉末箱内部并固定连接有水平设置的第四丝杠一端，所述第四丝杠另一端与所述第二粉末箱侧壁转动连接，所述第四丝杠外侧壁螺纹连接有水平设置的移动板一端，所述移动板另一端滑动连接有第四导向杆，所述第四导向杆两端分别与所述第二粉末箱侧壁固定连接，所述移动板顶端中部固定连接有竖直设置的伸缩杆底端，所述伸缩杆顶端固定连接有粉末托板。

6、优选的，所述粉末循环部包括斜坡，所述斜坡与所述第二粉末箱内底壁固定连接，所述斜坡低端顶部开设有圆槽，所述圆槽内转动设置有第一绞龙，所述第一绞龙一端固定连接有第七电机的输出轴，所述第七电机与所述第二粉末箱外侧壁固定连接，所述第一绞龙另一端与所述第二粉末箱侧壁转动连接，所述第二粉末箱侧壁开设有与所述第一绞龙对应的出料口，所述出料口固定连通有提升管入口端，所述提升管出口端与所述第一粉末箱侧壁固定连通，所述提升管内转动设置有第二绞龙，所述第二绞龙顶端固定连接有第六电机的输出轴，所述第六电机与所述提升管顶壁固定连接，所述第二绞龙底端与所述提升管底壁转动连接。

7、优选的，所述粉末运输部包括主动辊，所述主动辊转动设置在两个所述固定板之间，所述主动辊一端固定连接有第五电机的输出轴，所述第五电机与所述固定板外侧壁固定连接，两个所述固定板之间转动设置有第一从动辊、第二从动辊、第三从动辊，所述第一从动辊与所述主动辊位于同一水平面，所述第二从动辊位于所述第一从动辊正下方，所述主动辊与所述第二从动辊之间设置有两个导向辊，所述导向辊与所述固定板转动连接且一一对应，所述导向辊顶端与所述第二从动辊底端持平，所述第三从动辊位于所述主动辊与所述导向辊之间下方，所述主动辊外侧、所述第一从动辊外侧、所述第二从动辊底部、所述第三从动辊底部依次绕设有传送带，所述传送带绕过所述导向辊顶部。

8、优选的，所述粘液输出部包括粘液箱，所述粘液箱固定连接在两个所述固定板之间，所述粘液箱底端固定连通有若干均匀设置的微型喷口，若干所述微型喷口位于所述传送带上方。

9、优选的，所述平面移动机构包括第二电机，所述第二电机与所述升降框外侧壁固定连接，所述第二电机输出轴固定连接有第二丝杠一端，所述第二丝杠另一端与所述升降框侧壁转动连接且位于所述升降框内部一端，所述升降框内部另一端固定连接有与所述第二丝杠平行的第二导向杆，所述第二丝杠外侧壁螺纹连接有第一移动块，所述第二导向杆外侧壁滑动穿设有第二移动块，所述第一移动块顶端与所述第二移动块顶端共同固定连接有移动部，所述固定板与所述移动部内部固定连接。

10、优选的，所述移动部包括第三电机，所述第三电机与所述第一移动块顶部一端固定连接，所述第三电机输出轴固定连接有水平设置的第三丝杠一端，所述第三丝杠与所述第二丝杠相互垂直，所述第三丝杠另一端转动连接有第一固定座，所述第一固定座底端与所述第二移动块顶部一端固定连接，所述第一移动块顶部另一端与所述第二移动块顶部另一端分别固定连接有第二固定座，两个所述第二固定座之间固定连接有与所述第三丝杠平行的第三导向杆，所述第三丝杠外侧壁螺纹连接有第三移动块，所述第三导向杆外侧壁滑动穿设有第四移动块，两个所述固定板分别与所述第三移动块和所述第四移动块相互靠近的侧壁固定连接。

11、优选的，所述升降部包括第一电机，所述第一电机与所述顶板顶端固定连接，所述第一电机输出轴固定连接有竖直设置的第一丝杠顶端，所述第一丝杠底端与所述底板顶端转动连接，所述升降框一外侧壁中部固定连接有第一支耳，所述第一支耳与所述第一丝杠螺纹连接，所述升降框另一外侧壁中部固定连接有第二支耳，所述第二支耳内部滑动穿设有竖直设置的第一导向杆，所述第一导向杆顶端与所述顶板底端固定连接，所述第一导向杆底端与所述底板顶端固定连接。

12、一种合金材料增材制造设备的制造方法，包括以下步骤：

13、s1、将供粉打印机构移动至工作台顶端；

14、s2、粘液输出部向粉末运输部外侧输出粘液，循环供粉机构向粉末运输部的粘液位置输出合金粉末，加热模块对合金粉末进行加热熔融；

15、s3、熔融的合金粉末在工作台顶端打印成型；

16、s4、循环重复s2-s3。

17、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

18、本发明能够直接在粉末运输部上喷射出预设形状的线性图案，该线性图案由粘性液体组成。之后，在粘性液体上铺设粉体，实现平面打印层的快速成型。相对于现有技术，本发明在打印过程中，线性打印层的线条是直接成型的，而不是从一个点开始慢慢喷射形成的线性打印层。铺设粉体的过程非常短暂，也即，铺设粉体所需要的时间远小于从一个点开始慢慢喷射形成的线性打印层的时间。因此，综合来看，本发明极大地加快了3d打印的速度，解决现有设备打印速度慢的问题。