本實(shí)用新型涉及噴射成形領(lǐng)域，更具體地，涉及一種3D噴射成形裝置。

背景技術(shù)：

噴射成形技術(shù)最早是基于節(jié)能、低消耗、低成本的目的而發(fā)展起來(lái)的一種材料近終成形快速凝固新技術(shù)，其設(shè)備組成主要包括：合金熔煉爐、熔液輸送裝置、霧化氣體輸送裝置、噴槍、沉積室、排風(fēng)除塵裝置等。噴射成形技術(shù)的基本原理是：將熔融金屬或合金在惰性氣氛中霧化，形成液滴噴射流，直接噴射在較冷的基體上，經(jīng)過(guò)撞擊、聚結(jié)、凝固而形成沉積物，這種沉積物可以立即進(jìn)行鍛造、擠壓或軋制加工，也可以是近終產(chǎn)品。

現(xiàn)有技術(shù)存在諸多不足之處，比如：（1）現(xiàn)有噴射成形設(shè)備主要包括合金熔煉爐、熔液輸送裝置、霧化氣體輸送裝置、噴槍、沉積室、排風(fēng)除塵裝置等，整套設(shè)備數(shù)量多，體積大，占地多。如：當(dāng)要制備大尺寸合金坯錠時(shí)，熔煉爐及控制系統(tǒng)就要占很大的空間；（2）噴槍及基體在空間上處于相對(duì)的固定位置，只能實(shí)現(xiàn)單向的噴射成形，難以實(shí)現(xiàn)多維度噴射成形，故無(wú)法制備出形狀復(fù)雜的大型產(chǎn)品；（3）采用熔煉爐及熔液輸送裝置對(duì)合金進(jìn)行熔煉及輸送，難以實(shí)現(xiàn)熔煉及輸送過(guò)程的氣氛保護(hù)，合金液燒損及氧化嚴(yán)重，產(chǎn)品質(zhì)量受到影響；（4）現(xiàn)有噴射成形設(shè)備投入大、自動(dòng)化程度低、設(shè)備的靈活性差，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種3D噴射成形裝置。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

提供一種3D噴射成形裝置，包括機(jī)殼、加熱單元、密封單元和噴射單元，所述機(jī)殼內(nèi)部設(shè)有加熱單元，所述機(jī)殼上設(shè)有用于控制加熱單元溫度的控溫單元，所述機(jī)殼頂部和底部上分別設(shè)有物料進(jìn)口和物料出口，所述加熱單元中心設(shè)有加熱通道，所述機(jī)殼下方設(shè)有噴射單元，所述噴射單元與所述物料出口連接。

優(yōu)選地，所述物料進(jìn)口、物料出口和加熱通道位于同一中心軸線上，所述物料進(jìn)口設(shè)有密封單元。

進(jìn)一步地，所述加熱單元包括從上到下依次設(shè)有的一級(jí)預(yù)熱爐、二級(jí)預(yù)熱爐、三級(jí)預(yù)熱爐、四級(jí)預(yù)熱爐和高溫加熱爐；所述機(jī)殼上分別設(shè)有用于控制一級(jí)預(yù)熱爐、二級(jí)預(yù)熱爐、三級(jí)預(yù)熱爐、四級(jí)預(yù)熱爐和高溫加熱爐溫度的控溫單元；

更進(jìn)一步地，所述一級(jí)預(yù)熱爐、二級(jí)預(yù)熱爐、三級(jí)預(yù)熱爐、四級(jí)預(yù)熱爐和高溫加熱爐的內(nèi)部設(shè)有電阻絲。

進(jìn)一步地，所述噴射單元采用噴槍?zhuān)鰢姌屚ㄟ^(guò)卡環(huán)與機(jī)殼連接，所述噴槍上設(shè)有高壓霧化惰性氣體進(jìn)口，所述高壓霧化惰性氣體進(jìn)口通過(guò)管道與高壓霧化惰性氣體氣源相連。

進(jìn)一步地，所述控溫單元為控溫盒、控溫芯片或單片機(jī)。

進(jìn)一步地，所述機(jī)殼上方設(shè)有輸送單元。

進(jìn)一步地，所述輸送單元包括輸送輪對(duì)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述輸送輪對(duì)與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接。

進(jìn)一步地，所述密封裝置可采用密封圈，所述密封圈上設(shè)有用于連通加熱通道的高壓惰性氣體進(jìn)口，所述高壓惰性氣體進(jìn)口通過(guò)管道與高壓惰性氣體氣源相連。

進(jìn)一步地，所述機(jī)殼為圓柱狀不銹鋼筒。

進(jìn)一步地，所述機(jī)殼上還設(shè)有裝夾單元。

進(jìn)一步地，所述裝夾單元包括導(dǎo)軌、旋轉(zhuǎn)盤(pán)、第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂和固定卡環(huán)，所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)底部設(shè)有滑塊，所述滑塊上安裝在導(dǎo)軌上，所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)上設(shè)有第一機(jī)械臂，所述第一機(jī)械臂通過(guò)萬(wàn)向軸相連與第二機(jī)械臂，所述第二機(jī)械臂通過(guò)萬(wàn)向軸與所述固定卡環(huán)相連，所述固定卡環(huán)與機(jī)殼相連接。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

首先將所需成分的物料鋁合金絲導(dǎo)入物料進(jìn)口，通入無(wú)水高壓惰性氣體來(lái)置換加熱管道中的空氣，以確保鋁合金絲在受熱過(guò)程中不氧化；鋁合金絲的輸送速度V1通過(guò)輪對(duì)的轉(zhuǎn)速V2來(lái)調(diào)控；

然后鋁合金絲通過(guò)分級(jí)預(yù)熱即一級(jí)預(yù)熱爐、二級(jí)預(yù)熱爐、三級(jí)預(yù)熱爐、四級(jí)預(yù)熱爐和高溫快速加熱即高溫加熱爐的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)熔化成熔融鋁合金液，熔融鋁合金液在高壓惰性氣體的作用下導(dǎo)入噴槍?zhuān)瑖姌屩械母邏红F化惰性氣體將熔融鋁合金液霧化成細(xì)小顆粒沉積在基體板上形成沉積坯。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

（1）本實(shí)用新型所述3D噴射成形裝置是通過(guò)通入無(wú)水高純惰性氣體來(lái)置換加熱管道中的空氣，以確保物料（鋁合金絲）在受熱過(guò)程中不氧化，從而達(dá)到降低合金燒損、減小合金氧化、提高產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)約生產(chǎn)成本的目的；并且由于液態(tài)金屬是一次成形，工藝流程短，減輕了材料受污染的程度。

（2）簡(jiǎn)化噴射成形工藝及裝置。采用分級(jí)梯度預(yù)熱爐和高溫加熱爐，保證了物料（鋁合金絲）穩(wěn)定輸送，并且分級(jí)梯溫預(yù)熱有利于實(shí)現(xiàn)鋁合金絲的均勻、充分預(yù)熱，為鋁合金絲在高溫加熱爐中快速達(dá)到熔點(diǎn)甚至過(guò)熱做準(zhǔn)備，以確保霧化的順利進(jìn)行，同時(shí)省去合金熔煉爐及熔液輸送裝置等大型裝置，將噴槍與其配套裝置高度集成化。

（3）物料（鋁合金絲）熔化速度可控，實(shí)現(xiàn)間斷式噴射成形。通過(guò)調(diào)節(jié)輸送輪對(duì)的輸送速度V2的大小來(lái)調(diào)控霧化液流；當(dāng)V2=0時(shí)，可暫停噴射，V2〉0時(shí)又可重新啟動(dòng)噴射成形；并且熔融鋁液在高壓氣流引導(dǎo)下進(jìn)入噴槍并實(shí)現(xiàn)霧化，確保了整個(gè)間斷式噴射成形過(guò)程的順利進(jìn)行；可進(jìn)一步增大噴射成形的靈活性和實(shí)現(xiàn)多角度、定量的3D噴射成形。

（4）本實(shí)用新型整體體積小，質(zhì)量輕，操作靈活、方便，可將整個(gè)3D噴射成形裝置安裝在設(shè)有多自由度機(jī)器臂的裝夾單元上，從而實(shí)現(xiàn)了多維度,噴射成形，可達(dá)到制備大型復(fù)雜形狀產(chǎn)品的目的；并且自動(dòng)化程度高、設(shè)備的靈活性強(qiáng)，課實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型所述裝夾單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1，一級(jí)預(yù)熱爐，2.二級(jí)預(yù)熱爐，3.三級(jí)預(yù)熱爐，4.四級(jí)預(yù)熱爐，5.高溫加熱爐，6.輸送輪對(duì)，7.鋁合金絲，8.密封圈，9.控溫單元，10.電阻絲，11.噴槍?zhuān)?2.物料進(jìn)口，13.基體板，14.沉積坯，15.熔融鋁合金液，16.高壓霧化惰性氣體進(jìn)口，17.高壓惰性氣體進(jìn)口，18.機(jī)殼，19.卡環(huán)，20.物料出口；

21.滑塊，22旋轉(zhuǎn)盤(pán)，23.萬(wàn)向軸，24.第二機(jī)械臂，25.第一機(jī)械臂，26.導(dǎo)軌。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。其中，附圖僅用于示例性說(shuō)明，表示的僅是示意圖，而非實(shí)物圖，不能理解為對(duì)本專(zhuān)利的限制；為了更好地說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。

如附圖1-2所示，本實(shí)施例提供一種3D噴射成形裝置，包括機(jī)殼18、加熱單元、密封單元和噴射單元，所述機(jī)殼18內(nèi)部設(shè)有加熱單元，所述機(jī)殼18上設(shè)有用于控制加熱單元溫度的控溫單元9，所述機(jī)殼18頂部和底部上分別設(shè)有物料進(jìn)口12和物料出口20，所述加熱單元中心設(shè)有加熱通道，所述機(jī)殼18下方設(shè)有噴射單元，所述噴射單元與所述物料出口20連接。

所述物料進(jìn)口12、物料出口20和加熱通道位于同一中心軸線上，所述物料進(jìn)口12設(shè)有密封單元。

所述加熱單元包括從上到下依次設(shè)有的一級(jí)預(yù)熱爐1、二級(jí)預(yù)熱爐2、三級(jí)預(yù)熱爐3、四級(jí)預(yù)熱爐4和高溫加熱爐5；所述機(jī)殼18上分別設(shè)有用于控制一級(jí)預(yù)熱爐1、二級(jí)預(yù)熱爐2、三級(jí)預(yù)熱爐3、四級(jí)預(yù)熱爐4和高溫加熱爐5溫度的控溫單元9；

所述一級(jí)預(yù)熱爐1、二級(jí)預(yù)熱爐2、三級(jí)預(yù)熱爐3、四級(jí)預(yù)熱爐4和高溫加熱爐5的內(nèi)部設(shè)有電阻絲10。

所述噴射單元采用噴槍11，所述噴槍11通過(guò)卡環(huán)19與機(jī)殼18連接，所述噴槍11上設(shè)有高壓霧化惰性氣體進(jìn)口16，所述高壓霧化惰性氣體進(jìn)口16通過(guò)管道與高壓霧化惰性氣體氣源相連。

所述控溫單元9為控溫盒、控溫芯片或單片機(jī)。

所述機(jī)殼18上方設(shè)有輸送單元。

所述輸送單元包括輸送輪對(duì)6和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述輸送輪對(duì)6與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接。

所述密封裝置可采用密封圈8，所述密封圈8上設(shè)有用于連通加熱通道的高壓惰性氣體進(jìn)口17，所述高壓惰性氣體進(jìn)口17通過(guò)管道與高壓惰性氣體氣源相連。

所述機(jī)殼18為圓柱狀不銹鋼筒。

所述機(jī)殼18上還設(shè)有裝夾單元。

所述裝夾單元包括導(dǎo)軌21、旋轉(zhuǎn)盤(pán)22、第一機(jī)械臂25、第二機(jī)械臂24和固定卡環(huán)19，所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)22底部設(shè)有滑塊21，所述滑塊21上安裝在導(dǎo)軌26上，所述旋轉(zhuǎn)盤(pán)22上設(shè)有第一機(jī)械臂25，所述第一機(jī)械臂25通過(guò)萬(wàn)向軸23相連與第二機(jī)械臂25，所述第二機(jī)械臂25通過(guò)萬(wàn)向軸22與所述固定卡環(huán)19相連，所述固定卡環(huán)19與機(jī)殼18相連接。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

首先將所需成分的物料鋁合金絲7導(dǎo)入物料進(jìn)口12，通入無(wú)水高壓惰性氣體來(lái)置換加熱管道中的空氣，以確保鋁合金絲7在受熱過(guò)程中不氧化；鋁合金絲7的輸送速度V1通過(guò)輪對(duì)的轉(zhuǎn)速V2來(lái)調(diào)控；

然后鋁合金絲7通過(guò)分級(jí)預(yù)熱即一級(jí)預(yù)熱爐1、二級(jí)預(yù)熱爐2、三級(jí)預(yù)熱爐3、四級(jí)預(yù)熱爐4和高溫快速加熱即高溫加熱爐5的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)熔化成熔融鋁合金液15，熔融鋁合金液15在高壓惰性氣體的作用下導(dǎo)入噴槍11，噴槍11中的高壓霧化惰性氣體將熔融鋁合金液15霧化成細(xì)小顆粒沉積在基體板13上形成沉積坯14。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

（1）本實(shí)用新型所述3D噴射成形裝置是通過(guò)通入無(wú)水高純惰性氣體來(lái)置換加熱管道中的空氣，以確保物料（鋁合金絲7）在受熱過(guò)程中不氧化，從而達(dá)到降低合金燒損、減小合金氧化、提高產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)約生產(chǎn)成本的目的；并且由于液態(tài)金屬是一次成形，工藝流程短，減輕了材料受污染的程度。

（2）簡(jiǎn)化噴射成形工藝及裝置。采用分級(jí)梯度預(yù)熱爐和高溫加熱爐5，保證了物料（鋁合金絲7）穩(wěn)定輸送，并且分級(jí)梯溫預(yù)熱有利于實(shí)現(xiàn)鋁合金絲7的均勻、充分預(yù)熱，為鋁合金絲7在高溫加熱爐5中快速達(dá)到熔點(diǎn)甚至過(guò)熱做準(zhǔn)備，以確保霧化的順利進(jìn)行，同時(shí)省去合金熔煉爐及熔液輸送裝置等大型裝置，將噴槍11與其配套裝置高度集成化。

（3）物料（鋁合金絲7）熔化速度可控，實(shí)現(xiàn)間斷式噴射成形。通過(guò)調(diào)節(jié)輸送輪對(duì)6的輸送速度V2的大小來(lái)調(diào)控霧化液流；當(dāng)V2=0時(shí)，可暫停噴射，V2〉0時(shí)又可重新啟動(dòng)噴射成形；并且熔融鋁液在高壓氣流引導(dǎo)下進(jìn)入噴槍11并實(shí)現(xiàn)霧化，確保了整個(gè)間斷式噴射成形過(guò)程的順利進(jìn)行；可進(jìn)一步增大噴射成形的靈活性和實(shí)現(xiàn)多角度、定量的3D噴射成形。

（4）本實(shí)用新型整體體積小，質(zhì)量輕，操作靈活、方便，可將整個(gè)3D噴射成形裝置安裝在設(shè)有多自由度機(jī)器臂的裝夾單元上，從而實(shí)現(xiàn)了多維度,噴射成形，可達(dá)到制備大型復(fù)雜形狀產(chǎn)品的目的；并且自動(dòng)化程度高、設(shè)備的靈活性強(qiáng)，課實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的自動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型范圍內(nèi)。