一种3D打印金属熔炼装置的制作方法

本发明专利涉及一种熔炼装置，尤其涉及一种用于3D打印的金属熔炼装置，用于完成3D打印过程中金属的熔炼工作，属于机械制造领域。

背景技术：
现代社会在不断发展，人们的生活节奏不断加快，而与人们生活息息相关的制造业也在飞速的发展。随着人们对物质生活追求的不断增长，原有的制造方法渐渐不能满足现代社会对效率的要求，新的制造方法应运而生。快速成型技术(RapidPrototypingManufacturing，简称RPM)，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。利用快速成型技术，可以在很短的时间内加工出精密的模具甚至是可以直接投入使用的零件，航空航天工业已经大规模采用快速成型技术来进行生产制造。根据快速成型技术的生产特点，快速成型技术通俗的称为3D打印技术，而完成这一工作的机械装备就称为3D打印机。根据3D打印的工作过程，如果加工的材料为金属材料的话，需要一个金属熔炼装置来融化金属从而完成整个成型过程。由于3D打印机是新兴的制造装备，现在并没有专门为3D打印机设计的金属熔炼装置，现有的3D打印机一般采用现有的金属熔炼炉成品稍加改造之后投入使用，这就存在诸多问题，主要问题有：加热温度达不到要求；温度不好控制；更换炉体困难等。因此，设计一种3D打印金属熔炼装置具有重大意义。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种加热温度达到要求、温度易于控制且便于更换炉体的3D打印金属熔炼装置。为了解决上述问题，本发明技术方案是：一种3D打印金属熔炼装置，包括支架和坩埚，所述支架包括端部压盖、底部法兰盘和若干个支撑螺柱，所述支撑螺柱一端与端部压盖连接，另一端与底部法兰盘连接；所述坩埚设于支架内，所述坩埚上设有坩埚盖，所述坩埚盖与端部压盖相适配，所述坩埚外设有保温层，所述保温层上设有感应线圈，所述坩埚底部与底部法兰盘相适配；所述坩埚底部设有喷嘴和小孔，所述喷嘴与小孔相适配，所述喷嘴外设有喷嘴加热线圈；所述底部法兰盘连接有抽真空盖板，所述抽真空盖板上设有工具过渡舱手柄。作为本发明的进一步改进，所述保温层包括第一保温层、第二保温层和第三保温层，所述第一保温层设于坩埚侧表面，所述第二保温层设于坩埚的上部，所述第三保温层设于坩埚底部与底部法兰盘之间，所述感应线圈设于第一保温层外表面。所述喷嘴外通过螺纹设有喷嘴加热线圈。作为本发明的进一步改进，所述第一保温层和坩埚之间还设有第四保温层。所述支撑螺柱设有四个，所述支撑螺柱一端与端部压盖通过螺母连接。作为本发明的进一步改进，所述感应线圈围设于保温层外表面，所述坩埚为石墨材质的坩埚，坩埚采用石墨材料，耐高温。所述底部法兰盘与抽真空盖板通过螺栓连接，所述抽真空盖板与工具过渡舱手柄通过螺纹连接。本发明与现有技术相比，具有以下优点。（1）本发明的坩埚外设有保温层，所述保温层上设有感应线圈，坩埚本身的加热温度可达1000℃以上，适应多种工况，且本发明设有保温层，能够将坩埚加热之后的温度保持在要求范围内，即本发明具有加热温度达到要求、温度易于控制的优点。且将坩埚设于支架内，所述坩埚上设有坩埚盖，所述坩埚盖与端部压盖相适配，即坩埚的取放方便，且端部压盖与底部法兰盘之间通过支撑螺柱连接，压紧，能够保证密封性能。（2）本发明的定位精度高且密封性能好。通过底部法兰盘夹紧与定位，保证坩埚底平面与工作台的平面度在0.01mm。通过法兰盘密封，可保证良好的密封性。（3）本发明的加热均采用感应加热，节能环保。由于保温层包括第一保温层、第二保温层和第三保温层，所述第一保温层设于坩埚侧表面，所述第二保温层设于坩埚的上部，所述第三保温层设于坩埚底部与底部法兰盘之间，所述感应线圈设于第一保温层外表面。所述喷嘴外通过螺纹设有喷嘴加热线圈，保证保温效果，进一步控制温度的变化，根据制作要求及制作材料，支撑螺柱可设有若干个，一般设有四个，便于整体装置的稳定。附图说明图1为本发明的3D打印金属熔炼装置的结构示意图。图2为本发明的3D打印金属熔炼装置的剖视图。图中：1-支架，2-坩埚，3-端部压盖，4-底部法兰盘，5-支撑螺柱，6-坩埚盖，7-感应线圈，8-喷嘴，9-喷嘴加热线圈，10-抽真空盖板，11-工具过渡舱手柄，12-第一保温层，13-第二保温层，14-第三保温层，15-第四保温层，16-螺母。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步的解释说明。如图1和图2所示，一种3D打印金属熔炼装置，包括支架1和坩埚2，支架1包括端部压盖3、底部法兰盘4和四个支撑螺柱5，支撑螺柱5一端与端部压盖3通过螺母16连接，另一端与底部法兰盘4连接；坩埚2设于支架1内，坩埚2上设有坩埚盖6，坩埚盖6与端部压盖3相适配，坩埚2外设有保温层，保温层上设有感应线圈7，坩埚2底部与底部法兰盘4相适配；坩埚2底部设有喷嘴8和小孔，喷嘴8与小孔相适配，喷嘴8外设有喷嘴加热线圈9；底部法兰盘4通过螺栓连接有抽真空盖板10，抽真空盖板10上通过螺纹设有工具过渡舱手柄11。保温层包括第一保温层12、第二保温层13和第三保温层14，第一保温层12设于坩埚2侧表面，第一保温层12和坩埚2之间还设有第四保温层15，所述第二保温层13设于坩埚2的上部，第三保温层14设于坩埚2底部与底部法兰盘4之间，感应线圈7设于第一保温层12外表面。坩埚2为石墨材质的坩埚。本发明安装完毕之后通过螺栓连接将底部法兰盘4固定在工作箱体上，从而将整个金属熔炼装置安装定位。首先旋紧工具过渡舱手柄11，然后松开连接螺母16，依次取下端部压盖3、坩埚盖6，取出坩埚2，将金属材料加入坩埚2之后，将坩埚2放回，依次安回坩埚盖6，端部压盖3，旋紧螺母16，然后抽真空，将坩埚2内部抽成真空状态，旋开工具过渡舱手柄11，给感应线圈7通电，加热融化金属从坩埚底部的小孔喷出，金属喷射完毕后，冷却整个装置，旋紧工具过渡舱手柄11，重复以上动作。