一种增材制造用金属熔炼装置

文档序号:1858828 发布日期:2021-11-19 浏览:33次 >En<

阅读说明:本技术 一种增材制造用金属熔炼装置 (Metal melting device for additive manufacturing ) 是由 刘敏 于 2021-08-24 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种增材制造用金属熔炼装置,包括熔炼炉,熔炼炉的上方设置有密封盖板,熔炼炉靠近底部的一侧设置有出料口,熔炼炉内部的表面均匀固定连接有熔炼加热片,密封盖板底部的中间位置转动连接有辅助搅拌机构,辅助搅拌机构的四周均匀滑动连接有张力配重板,密封盖板顶部靠近中间位置的对称固定连接有配合限制机构,熔炼炉内部的底端固定连接有导料斜板,驱动电机的输出轴延伸至熔炼炉内部的一端固定连接有热对接组件,热对接组件靠近顶端的外侧固定连接有铲料组件,本发明涉及增材制造技术领域。该增材制造用金属熔炼装置,达到了针对不同的工作环境,实时调节结构工作状态,提高加热熔炼时材料的流动性。(The invention discloses a metal smelting device for additive manufacturing, which comprises a smelting furnace, wherein a sealing cover plate is arranged above the smelting furnace, a discharge hole is formed in one side of the smelting furnace, which is close to the bottom, a smelting heating sheet is uniformly and fixedly connected to the surface in the smelting furnace, an auxiliary stirring mechanism is rotatably connected to the middle position of the bottom of the sealing cover plate, tension counter weight plates are uniformly and slidably connected to the periphery of the auxiliary stirring mechanism, a matching limiting mechanism is symmetrically and fixedly connected to the top of the sealing cover plate, which is close to the middle position, a material guide inclined plate is fixedly connected to the bottom end in the smelting furnace, a hot butt joint component is fixedly connected to one end, extending to the interior of the smelting furnace, of an output shaft of a driving motor, and a material shoveling component is fixedly connected to the outer side of the hot butt joint component, which is close to the top end. This metal melting device for additive manufacturing has reached to different operational environment, real-time regulation structure operating condition, improves the mobility of material when heating and smelting.)

一种增材制造用金属熔炼装置

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域,具体为一种增材制造用金属熔炼装置。

背景技术

增材制造俗称3D打印,融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础,通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料,按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除-切削、组装的加工模式不同,是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法,从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束,而无法实现的复杂结构件制造变为可能。

传统的金属熔炼设备不能将金属材质均匀并快速熔融,降低了加工效率,同时熔炼耗能高,由于金属材质颗粒大小不同,未能被及时熔融的金属静止在材料中,向外导出时会对装置造成堵塞,并且传统熔炼装置排料时的压力不能将材料充分排出,造成材料的浪费。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种增材制造用金属熔炼装置,解决了传统的金属熔炼设备不能将金属材质均匀并快速熔融,降低了加工效率,同时熔炼耗能高,由于金属材质颗粒大小不同,未能被及时熔融的金属静止在材料中,向外导出时会对装置造成堵塞,并且传统熔炼装置排料时的压力不能将材料充分排出,造成材料的浪费的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种增材制造用金属熔炼装置,包括熔炼炉,所述熔炼炉的上方设置有密封盖板,所述熔炼炉靠近底部的一侧设置有出料口,所述熔炼炉内部的表面均匀固定连接有熔炼加热片,所述密封盖板底部的中间位置转动连接有辅助搅拌机构,所述辅助搅拌机构的四周均匀滑动连接有张力配重板,所述密封盖板外部顶端的中间位置固定连接有把手,所述密封盖板顶部靠近中间位置的对称固定连接有配合限制机构,所述熔炼炉内部的底端固定连接有导料斜板,所述熔炼炉外部底端的中间位置固定连接有驱动电机,所述驱动电机的输出轴延伸至熔炼炉内部的一端固定连接有热对接组件,所述热对接组件靠近顶端的外侧固定连接有铲料组件。

优选的,所述辅助搅拌机构包括驱动轴杆,所述驱动轴杆的顶部与密封盖板转动连接,所述驱动轴杆外部表面的四周均匀设置有限制轨道,所述张力配重板的内侧与限制轨道内部滑动连接,所述驱动轴杆外部的表面且位于限制轨道之间的位置均匀固定连接有搅拌连杆。

优选的,所述驱动轴杆的底端固定连接有对接插头,两个竖向位置所述的搅拌连杆之间的中间位置转动连接有刮料弧板。降低安装阻力,并保证后续搅拌加工的正常运行。

优选的,所述驱动轴杆的外部表面且位于搅拌连杆之间的位置固定连接有空气伸缩杆,位于最下方的所述搅拌连杆底部固定连接有铲料压缩气杆,所述铲料压缩气杆的输出端与空气伸缩杆连通。降低结构与材料之间的阻力,方便机构插入金属材料堆内部。

优选的,所述配合限制机构包括密封气压仓,所述密封气压仓固定在密封盖板的顶部,所述密封气压仓的下方设置为连通状态,并且密封气压仓的内部滑动连接有密封阀板。

优选的,所述密封阀板的顶部通过压缩弹簧与密封气压仓顶部固定连接,所述密封阀板与张力配重板之间具有磁性吸力。提高了材料向外排出的压力,为熔炼材料的排放提供充足的动力。

优选的,所述热对接组件包括储料插杆,所述储料插杆的底部与驱动电机的输出轴固定连接,所述储料插杆的顶部贯穿且滑动连接有对接连杆,所述对接连杆的底端与储料插杆密封设置,所述对接连杆的顶部固定连接有对接卡槽,所述对接卡槽与对接插头对应设置。

优选的,所述储料插杆内部的中间位置固定连接有热传导片,所述对接卡槽顶端固定连接有弹性锥块。针对不同的工作环境,实时调节结构工作状态,提高加热熔炼时材料的流动性。

优选的,所述铲料组件包括铲料翻板,所述铲料翻板的背面与储料插杆的外部固定连接,所述铲料翻板的表面均匀设置有活动内槽,所述活动内槽的内部转动连接有筛料活动板,所述活动内槽内部的一侧转动连接有摩擦转轮,所述摩擦转轮的表面与筛料活动板端面对应设置。颗粒较小的材料容易被熔炼,保证靠近排放口处材料能被充分熔炼。增加材料的筛选效率,并增加材料熔炼的流动性。

工作原理:将金属材料加入熔炼炉1内部,逐渐向下将密封盖板2螺纹安装在熔炼炉1的顶部,此时熔炼炉1处于处于密封状态,密封盖板2在向下移动过程中,铲料压缩气杆57与金属材料接触,铲料压缩气杆57采用棱锥结构,降低结构与材料之间的阻力,方便机构插入金属材料堆内部,同时铲料压缩气杆57与金属材料之间的挤压力,压缩铲料压缩气杆57内部的空气,增加的气压传导至空气伸缩杆56的内部,其压力将空气伸缩杆56向外伸出,将刮料弧板55向搅拌连杆53的内侧翻转,避免刮料弧板55与材料直接接触,当安装结束后铲料压缩气杆57自身弹力作用恢复初始状态,从而刮料弧板55也恢复初始状态,进一步降低安装阻力,并保证后续搅拌加工的正常运行;密封盖板2未密封时,驱动电机10开始工作,从而通过热对接组件11带动铲料组件12搅拌底部的金属材料,金属材料在铲料翻板121表面发生相对滑动,部分小颗粒金属和金属粉末被筛料活动板123筛选掉落至下方,颗粒较小的材料容易被熔炼,保证靠近排放口处材料能被充分熔炼;在搅拌发过程中,材料与摩擦转轮124发生碰撞,从而摩擦转轮124转动,摩擦转轮124表面伸出的叶片周期性敲击筛料活动板123,将筛料活动板123的一端周期性颠动,增加材料的筛选效率,并增加材料熔炼的流动性;熔炼加热片4对金属材料进行加热,热量逐渐向中心位置传输,从而热传导片114吸热将储料插杆111内部的膨胀介质体积增大,此时对接连杆112逐渐向上抬升,直至对接卡槽113与对接插头54之间配合卡接,实现辅助搅拌机构5整体的旋转,针对不同的工作环境,实时调节结构工作状态,提高加热熔炼时材料的流动性;辅助搅拌机构5旋转时,搅拌连杆53对材料进行搅拌过滤,并在离心力作用下,将未熔炼的固体金属沿着搅拌连杆53向外才推动,使其逐渐靠近热源部位,同时刮料弧板55的弧面在离心力作用下增大固体金属材料向外推动的速度,针对性增加固体金属的熔炼速度;熔炼过程中,材料中的液体被蒸发,此时熔炼炉1处于密封状态,从而正大的气压可将密封阀板82向上抬升,此时张力配重板6受到密封阀板82的吸引力减小,从而张力配重板6对材料表面的压力增大,并伴随着气压的增大,提高了材料向外排出的压力,为熔炼材料的排放提供充足的动力。

(三)有益效果

本发明提供了一种增材制造用金属熔炼装置。具备以下有益效果:

(1)、该增材制造用金属熔炼装置,密封盖板在向下移动过程中,铲料压缩气杆与金属材料接触,铲料压缩气杆采用棱锥结构,降低结构与材料之间的阻力,方便机构插入金属材料堆内部,同时铲料压缩气杆与金属材料之间的挤压力,压缩铲料压缩气杆内部的空气,增加的气压传导至空气伸缩杆的内部,其压力将空气伸缩杆向外伸出,将刮料弧板向搅拌连杆的内侧翻转,避免刮料弧板与材料直接接触,当安装结束后铲料压缩气杆自身弹力作用恢复初始状态,从而刮料弧板也恢复初始状态,进一步降低安装阻力,并保证后续搅拌加工的正常运行。

(2)、该增材制造用金属熔炼装置,密封盖板未密封时,驱动电机开始工作,从而通过热对接组件带动铲料组件搅拌底部的金属材料,金属材料在铲料翻板表面发生相对滑动,部分小颗粒金属和金属粉末被筛料活动板筛选掉落至下方,颗粒较小的材料容易被熔炼,保证靠近排放口处材料能被充分熔炼。

(3)、该增材制造用金属熔炼装置,在搅拌发过程中,材料与摩擦转轮发生碰撞,从而摩擦转轮转动,摩擦转轮表面伸出的叶片周期性敲击筛料活动板,将筛料活动板的一端周期性颠动,增加材料的筛选效率,并增加材料熔炼的流动性。

(4)、该增材制造用金属熔炼装置,熔炼加热片对金属材料进行加热,热量逐渐向中心位置传输,从而热传导片吸热将储料插杆内部的膨胀介质体积增大,此时对接连杆逐渐向上抬升,直至对接卡槽与对接插头之间配合卡接,实现辅助搅拌机构整体的旋转,针对不同的工作环境,实时调节结构工作状态,提高加热熔炼时材料的流动性。

(5)、该增材制造用金属熔炼装置,辅助搅拌机构旋转时,搅拌连杆对材料进行搅拌过滤,并在离心力作用下,将未熔炼的固体金属沿着搅拌连杆向外才推动,使其逐渐靠近热源部位,同时刮料弧板的弧面在离心力作用下增大固体金属材料向外推动的速度,针对性增加固体金属的熔炼速度。

(6)、该增材制造用金属熔炼装置,熔炼过程中,材料中的液体被蒸发,此时熔炼炉处于密封状态,从而正大的气压可将密封阀板向上抬升,此时张力配重板受到密封阀板的吸引力减小,从而张力配重板对材料表面的压力增大,并伴随着气压的增大,提高了材料向外排出的压力,为熔炼材料的排放提供充足的动力。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图;

图2为本发明密封盖板底部的结构示意图;

图3为本发明密封盖板顶部的结构示意图;

图4为本发明熔炼炉内部的结构示意图;

图5为本发明辅助搅拌机构的结构示意图;

图6为本发明配合限制机构的结构示意图;

图7为本发明热对接组件的结构示意图;

图8为本发明铲料组件的结构示意图。

图中:1熔炼炉、2密封盖板、3出料口、4熔炼加热片、5辅助搅拌机构、51驱动轴杆、52限制轨道、53搅拌连杆、54对接插头、55刮料弧板、56空气伸缩杆、57铲料压缩气杆、6张力配重板、7把手、8配合限制机构、81密封气压仓、82密封阀板、83压缩弹簧、9导料斜板、10驱动电机、11热对接组件、111储料插杆、112对接连杆、113对接卡槽、114热传导片、115弹性锥块、12铲料组件、121铲料翻板、122活动内槽、123筛料活动板、124摩擦转轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1-5所示,本发明提供一种技术方案:一种增材制造用金属熔炼装置,包括熔炼炉1,熔炼炉1的上方设置有密封盖板2,熔炼炉1靠近底部的一侧设置有出料口3,熔炼炉1内部的表面均匀固定连接有熔炼加热片4,密封盖板2底部的中间位置转动连接有辅助搅拌机构5,辅助搅拌机构5的四周均匀滑动连接有张力配重板6,密封盖板2外部顶端的中间位置固定连接有把手7,密封盖板2顶部靠近中间位置的对称固定连接有配合限制机构8,熔炼炉1内部的底端固定连接有导料斜板9,熔炼炉1外部底端的中间位置固定连接有驱动电机10,驱动电机10的输出轴延伸至熔炼炉1内部的一端固定连接有热对接组件11,热对接组件11靠近顶端的外侧固定连接有铲料组件12。

辅助搅拌机构5包括驱动轴杆51,驱动轴杆51的顶部与密封盖板2转动连接,驱动轴杆51外部表面的四周均匀设置有限制轨道52,张力配重板6的内侧与限制轨道52内部滑动连接,驱动轴杆51外部的表面且位于限制轨道52之间的位置均匀固定连接有搅拌连杆53。

驱动轴杆51的底端固定连接有对接插头54,两个竖向位置的搅拌连杆53之间的中间位置转动连接有刮料弧板55。降低安装阻力,并保证后续搅拌加工的正常运行。

驱动轴杆51的外部表面且位于搅拌连杆53之间的位置固定连接有空气伸缩杆56,位于最下方的搅拌连杆53底部固定连接有铲料压缩气杆57,铲料压缩气杆57的输出端与空气伸缩杆56连通。降低结构与材料之间的阻力,方便机构插入金属材料堆内部。

实施例二

如图6所示,在实施例一的基础上,本发明提供一种技术方案:一种增材制造用金属熔炼装置,配合限制机构8包括密封气压仓81,密封气压仓81固定在密封盖板2的顶部,密封气压仓81的下方设置为连通状态,并且密封气压仓81的内部滑动连接有密封阀板82。

密封阀板82的顶部通过压缩弹簧83与密封气压仓81顶部固定连接,密封阀板82与张力配重板6之间具有磁性吸力。提高了材料向外排出的压力,为熔炼材料的排放提供充足的动力。

实施例三

如图7-8所示,在实施例一和实施例二的基础上,本发明提供一种技术方案:一种增材制造用金属熔炼装置,热对接组件11包括储料插杆111,储料插杆111的底部与驱动电机10的输出轴固定连接,储料插杆111的顶部贯穿且滑动连接有对接连杆112,对接连杆112的底端与储料插杆111密封设置,对接连杆112的顶部固定连接有对接卡槽113,对接卡槽113与对接插头54对应设置。

储料插杆111内部的中间位置固定连接有热传导片114,对接卡槽113顶端固定连接有弹性锥块115。针对不同的工作环境,实时调节结构工作状态,提高加热熔炼时材料的流动性。

铲料组件12包括铲料翻板121,铲料翻板121的背面与储料插杆111的外部固定连接,铲料翻板121的表面均匀设置有活动内槽122,活动内槽122的内部转动连接有筛料活动板123,活动内槽122内部的一侧转动连接有摩擦转轮124,摩擦转轮124的表面与筛料活动板123端面对应设置。颗粒较小的材料容易被熔炼,保证靠近排放口处材料能被充分熔炼。增加材料的筛选效率,并增加材料熔炼的流动性。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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