本發(fā)明涉及攪拌摩擦增材，具體涉及一種攪拌摩擦增材工藝方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、攪拌摩擦增材制造(friction?stir?additive?manufacturing，fsam)是一種基于攪拌摩擦焊原理發(fā)展而來的3d打印技術(shù)。攪拌摩擦增材制造技術(shù)基于攪拌摩擦焊的原理，利用攪拌針、增材原料與連接件的攪拌摩擦產(chǎn)生熱量，軟化連接處的材料。隨后，通過軸向的壓力使得材料連接在一起，形成所需的零件或結(jié)構(gòu)。這一過程中，不存在金屬的熔化/凝固過程，因此減少了與熔化相關(guān)的熱裂紋、氣孔等冶金缺陷。

2、隨著技術(shù)的發(fā)展，攪拌摩擦增材制造從原材料上分為送棒攪拌摩擦增材制造，送顆粒攪拌摩擦增材制造和送絲攪拌摩擦增材制造。因為送絲攪拌摩擦增材制造中，絲材在過程中被切割為顆粒，再算上送顆粒攪拌摩擦增材制造的方式來說，顆粒連接界面較多，因此存在材料間弱連接以及界面間的弱連接。為解決這個問題，提出一種新方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種攪拌摩擦增材工藝方法及設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中增材制造界面連接不牢、增材制造界面連接強度較低，存在弱連接等問題的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種攪拌摩擦增材工藝方法，包括：s1：使增材部件將原料沉積在基板上；s2：控制所述增材部件沿預(yù)設(shè)路徑移動；s3：驅(qū)動攪拌針下扎到基板內(nèi)，以對形成的沉積層和基板進行攪拌摩擦焊接；s4，控制所述攪拌針沿預(yù)設(shè)路徑移動，其中，所述攪拌針的移動路徑沿著所述增材部件的移動路徑。

3、所述攪拌摩擦增材工藝方法相比于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢在于，提出前邊攪拌摩擦增材，后邊攪拌摩擦焊接的方式，來增加界面連接強度，進而提高界面連接強度。

4、在一些實施例中，s5：啟動超聲檢測部件進行檢測或強化，當(dāng)僅檢測時，在焊接0-1000mm后進行檢測；當(dāng)采用超聲強化時，在攪拌摩擦焊接0-100mm后啟動超聲檢測部件以實現(xiàn)超聲強化。

5、本發(fā)明還提供了一種攪拌摩擦增材設(shè)備，包括：支架；增材頭，所述增材頭安裝于所述支架，所述增材頭包括焊頭、增材軸肩，所述增材軸肩中空以容納增材原料，所述焊頭具有出料口，所述出料口與所述增材軸肩連通；攪拌頭，所述攪拌頭可轉(zhuǎn)動地安裝于所述支架，且所述攪拌頭位于所述增材頭的增材路徑的后方。

6、所述攪拌摩擦增材設(shè)備相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢在于，將攪拌頭與攪拌摩擦增材頭分開設(shè)置，攪拌頭設(shè)置在攪拌摩擦增材頭的后方，沿其增材路徑進行攪拌摩擦焊接，通過前邊攪拌摩擦增材，后邊攪拌摩擦焊接的方式，來增加界面連接強度，進而提高界面連接強度。

7、在一些實施例中，所述焊頭為螺桿，所述螺桿可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述增材軸肩內(nèi)，所述增材軸肩上具有進料口。

8、在一些實施例中，所述攪拌頭的朝向沉積層的端部設(shè)有沿軸向靠近沉積層方向延伸的攪拌針。

9、在一些實施例中，所述攪拌針的長度為l，滿足：0＜l≤30mm。

10、在一些實施例中，還包括：超聲發(fā)生器，所述超聲發(fā)生器安裝于所述支架，且在增材路徑上，所述超聲發(fā)生器位于所述攪拌頭的后方。

11、在一些實施例中，所述超聲發(fā)生器為超聲檢測探頭。

12、在一些實施例中，還包括：止震塊，所述止震塊安裝于支架，且所述止震塊位于所述超聲發(fā)生器和所述攪拌頭之間。

13、在一些實施例中，所述止震塊包括材料減震部和機械減震部，所述材料減震部采用尼龍材料制成，所述機械減震部設(shè)有彈性減震件。

技術(shù)特征：

1.一種攪拌摩擦增材工藝方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攪拌摩擦增材工藝方法，其特征在于，

3.一種攪拌摩擦增材設(shè)備，其特征在于，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攪拌摩擦增材設(shè)備，其特征在于，所述焊頭為螺桿，所述螺桿可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述增材軸肩內(nèi)，所述增材軸肩上具有進料口。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的攪拌摩擦增材設(shè)備，其特征在于，所述攪拌頭的朝向沉積層的端部設(shè)有沿軸向向靠近沉積層方向延伸的攪拌針。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攪拌摩擦增材設(shè)備，其特征在于，所述攪拌針的長度為l，滿足：0＜l≤30mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攪拌摩擦增材設(shè)備，其特征在于，還包括：超聲發(fā)生器，所述超聲發(fā)生器安裝于所述支架，且在增材路徑上，所述超聲發(fā)生器位于所述攪拌頭的后方。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攪拌摩擦增材設(shè)備，其特征在于，所述超聲發(fā)生器為超聲檢測探頭。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攪拌摩擦增材設(shè)備，其特征在于，還包括：止震塊，所述止震塊安裝于支架，且所述止震塊位于所述超聲發(fā)生器和所述攪拌頭之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的攪拌摩擦增材設(shè)備，其特征在于，所述止震塊包括材料減震部和機械減震部，所述材料減震部采用尼龍材料制成，所述機械減震部設(shè)有彈性減震件。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種攪拌摩擦增材工藝方法，包括：S1：使增材部件將原料沉積在基板上；S2：控制所述增材部件沿預(yù)設(shè)路徑移動；S3：驅(qū)動攪拌針下扎到基板內(nèi)，以對形成的沉積層和基板進行攪拌摩擦焊接；S4，控制所述攪拌針沿預(yù)設(shè)路徑移動，其中，所述攪拌針的移動路徑沿著所述增材部件的移動路徑。S5：啟動超聲檢測部件進行檢測或強化，當(dāng)僅檢測時，在焊接0?1000mm后進行檢測；當(dāng)采用超聲強化時，在攪拌摩擦焊接0?100mm后啟動超聲檢測部件以實現(xiàn)超聲強化。所述攪拌摩擦增材工藝方法相比于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢在于，提出前邊攪拌摩擦增材，后邊攪拌摩擦焊接的方式，來增加界面連接強度，進而提高界面連接強度。

技術(shù)研發(fā)人員：萬龍,溫琦
受保護的技術(shù)使用者：安徽萬宇機械設(shè)備科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9