用于固态增材制造的连续进料装置和固态增材制造设备的制作方法

本申请涉及增材制造，具体涉及一种用于固态增材制造的连续进料装置和固态增材制造设备。

背景技术：

1、增材制造技术具有能够减少加工工序、缩短加工周期、快速精密地制造出任意复杂形状的零件等特点，因此，被广泛应用于航空、航天、医疗、汽车、机械、化工、能源、艺术等领域中。

2、固态增材技术因其加工过程未到材料熔点，避免了过熔点增材技术(如激光选取重熔，电弧增材等)易于出现的裂纹、气孔等缺陷，以及金属间化合物等杂质相。固态增材效率较高、不需要特殊保护气氛，尤其适合制造大尺寸结构件，且加工过程中材料经形成塑性形变流，通过动态再结晶和极高应变率，实现晶粒的细化和杂质相的破碎，使得构件具有优异的力学性能和耐蚀性能，具有广阔的应用前景。

3、然而，在相关技术中，例如搅拌摩擦或者摩擦沉积固态增材技术中，仍采用不连续方法，当大尺寸的原材料被消耗完，需要停止增材制造，更换新的原材料之后，再继续进行制造。并且在继续制造时，需采用铣削工具对前一原材料所制备的涂层末端进行铣削加工，再进行之后涂层的连接，上述更换新的原材料和外铣削步骤，导致固态增材的制造效率下降，且连接位置的力学性能和耐腐蚀性能相比于涂层中间位置略有退化，限制了固态增材制造构件的整体性能。如不采用铣削步骤，第二支原材料棒直接在第一支结尾位置进行连接加工，极易因塑性形变流流动性不足而产生孔隙，严重影响了制造构件的性能。

技术实现思路

1、本申请提供了一种用于固态增材制造的连续进料装置和固态增材制造设备，能够连续进料来提高制造效率和固态增材制造构件的整体性能。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种用于固态增材制造的连续进料装置，包括供料组件、输料组件和升降旋转组件。供料组件包括容纳部件和推动部件，所述容纳部件具有用于容纳原材料的容纳空间；所述推动部件设于所述容纳部件的一侧，并可伸入所述容纳空间内将所述原材料按照预定顺序推出所述容纳空间。输料组件与所述容纳部件相对设置，用于接收和夹紧所述推动部件推出的所述原材料，并驱动所述原材料移动。升降旋转组件设置于所述输料组件的下游，所述升降旋转组件具有可相对所述供料组件转动的压紧部件，所述压紧部件用于接收和夹紧所述输料组件输出的所述原材料，所述升降旋转组件可带动所述原材料轴向移动。

3、在本申请实施例提供的用于固态增材制造的连续进料装置中，供料组件能够将容纳的原材料按照预定顺序向输料组件连续提供原材料，而输料组件又能够将接收的原材料输送至升降旋转组件，该升降旋转组件可以带动输入至其内的原材料移动至空心搅拌工具，并且还可以带动原材料旋转，这样可有助于原材料发生塑性形变的同时，还可有助于原材料与其它混合材料相互搅拌混合，从而提高固态增材制造的制造效率和制造构件的整体性能。

4、根据本申请第一方面的前述任一实施例，所述输料组件包括：

5、输送管，所述输送管的侧壁开设有进料口，所述进料口与所述容纳部件相对设置；

6、下压机构，伸入所述输送管内，并可在所述输送管内升降以驱动所述原材料轴向移动；

7、阻挡机构，与所述输送管相对设置，在所述阻挡机构处于阻挡状态时，所述原材料被阻挡在所述输送管外；在所述阻挡机构处于非阻挡状态时，所述原材料可被推入所述输送管内。

8、根据本申请第一方面的前述任一实施例，所述升降旋转组件包括升降部件、伸缩部件和第一驱动部件；

9、所述升降部件设有通孔；

10、所述压紧部件设置在所述升降部件且可相对所述升降部件转动，所述压紧部件上设置有供所述原材料进入的第一输料通道，所述压紧部件具有压紧状态和非压紧状态；

11、所述伸缩部件设置于所述升降部件，并可经由所述通孔使所述压紧部件在所述压紧状态和所述非压紧状态之间转换；

12、所述第一驱动部件与所述升降部件传动连接，用于驱动所述升降部件带动所述压紧部件和所述伸缩部件升降。

13、根据本申请第一方面的前述任一实施例，所述升降部件上还设有轴向贯通的安装孔，所述升降旋转组件还包括：

14、旋转部件，设于所述安装孔内，所述旋转部件具有与所述第一输料通道连通的第二输料通道，且所述旋转部件能够带动进入所述第二输料通道内的所述原材料旋转；

15、第二驱动部件，设于所述升降部件，并与所述旋转部件传动连接，用于驱动所述旋转部件旋转。

16、根据本申请第一方面的前述任一实施例，所述升降旋转组件设置有两组，且两组所述升降旋转组件沿竖直方向间隔设置。

17、根据本申请第一方面的前述任一实施例，还包括：

18、支撑组件，设于两组所述升降旋转组件之间，所述支撑组件具有与所述第二输料通道相配合的过料通道。

19、根据本申请第一方面的前述任一实施例，所述下压机构包括：

20、下压部，所述下压部的第一端可伸入所述输送管内并在所述输送管内移动；

21、驱动器，与所述下压部的第二端活动连接，用于驱动所述下压部在所述输送管内移动。

22、根据本申请第一方面的前述任一实施例，所述下压部的第一端呈棱锥形，且所述第一端下压所述原材料并随所述原材料转动。

23、根据本申请第一方面的前述任一实施例，所述推动部件包括：

24、两个连接部，相对设置并位于所述容纳部件的一侧；

25、第一导向部，连接于两个所述连接部之间；

26、推动部，与所述第一导向部滑动连接，并可伸入所述容纳空间内；

27、驱动件，与所述推动部连接，用于驱动所述推动部沿所述第一导向部滑动。

28、根据本申请第一方面的前述任一实施例，所述输送管的侧壁间隔开设有多个开口，且多个所述开口与所述进料口相对设置；

29、所述阻挡机构包括与所述开口一一对应设置的阻挡件，所述阻挡件能够经由所述开口和所述进料口伸入所述容纳空间内。

30、根据本申请第一方面的前述任一实施例，还包括位于所述升降旋转组件下游的旋转组件，所述旋转组件具有套设在所述原材料外侧的空心搅拌工具，所述空心搅拌工具可相对所述供料组件转动。

31、第二方面，本申请实施例提供了一种固态增材制造设备，包括上述任一项实施例中所述的连续进料装置。由于该固态增材制造设备包括上述实施例中的连续进料装置，因此，本申请实施例提供的固态增材制造设备具有上述实施例中连续进料装置具备的技术效果，即固态增材制造设备具有较高的制造效率。

32、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种用于固态增材制造的连续进料装置(100)，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的连续进料装置(100)，其特征在于，所述输料组件(20)包括：

3.根据权利要求1所述的连续进料装置(100)，其特征在于，所述升降旋转组件(30)包括升降部件(311)、伸缩部件(314)和第一驱动部件(316)；

4.根据权利要求3所述的连续进料装置(100)，其特征在于，所述升降部件(311)上还设有轴向贯通的安装孔(3111d)，所述升降旋转组件(30)还包括：

5.根据权利要求4所述的连续进料装置(100)，其特征在于，所述升降旋转组件(30)设置有两组，且两组所述升降旋转组件(30)沿竖直方向间隔设置。

6.根据权利要求5所述的连续进料装置(100)，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求2所述的连续进料装置(100)，其特征在于，所述下压机构(22)包括：

8.根据权利要求7所述的连续进料装置(100)，其特征在于，所述下压部(221)的第一端呈棱锥形，且所述第一端下压所述原材料(200)并随所述原材料(200)转动。

9.根据权利要求2所述的连续进料装置(100)，其特征在于，所述推动部件(12)包括：

10.根据权利要求2或9所述的连续进料装置(100)，其特征在于，所述输送管(21)的侧壁间隔开设有多个开口(212)，且多个所述开口(212)与所述进料口(211)相对设置；

11.根据权利要求1至6任意一项所述的连续进料装置(100)，其特征在于，还包括位于所述升降旋转组件(30)下游的旋转组件(50)，所述旋转组件(50)具有套设在所述原材料(200)外侧的空心搅拌工具(51)，所述空心搅拌工具(51)可相对所述供料组件(10)转动。

12.一种固态增材制造设备，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的连续进料装置(100)。

技术总结
本申请提供了一种用于固态增材制造的连续进料装置和固态增材制造设备，该连续进料装置包括供料组件、输料组件和升降旋转组件。供料组件包括容纳部件和推动部件，容纳部件具有用于容纳原材料的容纳空间；推动部件设于容纳部件的一侧，并可伸入容纳空间内将原材料按照预定顺序推出容纳空间。输料组件与容纳部件相对设置，用于接收推动部件推出的原材料，并驱动原材料移动。升降旋转组件设置于输料组件的下游，用于接收和夹紧输料组件输出的原材料，并可带动原材料移动旋转。本申请实施例提供的连续进料装置能够连续进料来提高固态增材制造效率和固态增材制造构件的整体性能。

技术研发人员：郭达伟,林慧怡,胡峰峰,周敏,朱志雄,蒲炯,杨国舜,郭志达,谭立武
受保护的技术使用者：澳门发展及质量研究所
技术研发日：20221110
技术公布日：2024/1/13