步骤401和步骤4022中所述等离子体发生器与所述送丝装置同步在水平面上移动时，所述等离子体发生器与所述送丝装置同步沿辊芯的中心轴线进行移动;步骤401和步骤4022中所述等离子体发生器与所述送丝装置同步在水平面上移动过程中，所述送丝装置将被加工丝材连续送出，同时通过所述等离子束流加工系统产生的等离子束对被加工丝材的熔化端进行熔化，并使得所述熔化端熔化形成的熔融液滴连续并形成液流;所述液流分布于所述等离子束内，形成内带熔融液流的等离子束流；
[0035]步骤4023、等离子体发生器移动复位:通过打印距离调节控制器控制所述打印距离调节装置，带动所述等离子体发生器在竖直方向上进行上下移动，直至将所述等离子体发生器的高度调整为步骤4021中当前所打印成型层的基础打印高度；
[0036]步骤403、多次重复步骤402，直至完成辊身外层所有成型层的打印过程。
[0037]上述对乳辊进行等离子3D快速成型的方法，其特征是:步骤四中由内至外逐层打印之前，步骤一中所述数据处理设备先根据预先建立的材质熔点及打印距离数据库，并结合通过参数输入单元预先输入的辊身外层的材质名称，对辊身外层的基础打印距离进行确定;所述参数输入单元与所述数据处理设备相接；
[0038]所述材质熔点及打印距离数据库中存储有多种材质的材质熔点及打印距离信息，每种所述材质的材质熔点及打印距离信息均包括该种材质的名称、熔点和基础打印距离D ；所述基础打印距离D为5mm?1000mm，且材质熔点越高，基础打印距离D越近；
[0039]步骤401中进行底层打印之前，所述打印距离调节控制器根据距离检测单元所检测的距离信息且通过控制所述打印距离调节装置将所述喷头的出口与辊芯之间的距离调节为D+r，其中r为辊芯的半径，所述喷头的出口与辊芯之间的距离为所述喷头的出口与辊芯的中心轴线之间的距离;步骤401中底层打印过程中，所述喷头的出口与辊芯之间的距离为 D+r;
[0040]步骤4022中进行打印及同步温控之前，所述打印距离调节控制器根据距离检测单元所检测的距离信息并结合当前已打印完成所述成型层的层数N，且通过控制所述打印距离调节装置将所述喷头的出口与辊芯之间的距离调节为D+r+NXd，其中d为所述成型层的层厚；步骤4022中对所述喷头的出口与辊芯之间的距离进行调节时，所述打印距离调节控制器根据温度检测单元所检测的温度信息并结合距离检测单元所检测的距离信息对所述喷头的出口与辊芯之间的距离进行调节，使当前已打印好的上一个所述成型层的外表面温度控制在辊身外层的材质熔点的0.1倍?0.6倍之间；并且，对所述喷头的出口与辊身外层之间的距离进行调节时，调节幅度为5mm?60mm，且材质恪点越高，调节幅度越小。
[0041]上述对乳辊进行等离子3D快速成型的方法，其特征是:所述送丝装置包括上部缠绕有被加工丝材的丝盘、对被加工丝材进行输送的送丝机构和对所述送丝机构进行驱动的送丝驱动机构，所述送丝机构位于丝盘内侧且与所述送丝机构连接;所述丝盘同轴安装在转轴上且能绕所述转轴进行转动；
[0042]所述监控系统还包括对所述等离子体发生器进行控制的等离子发生控制器、对供气管的气体流量进行实时检测的气体流量检测单元、对供气管上安装的流量调节阀进行控制的气体流量控制器、对被加工丝材的送丝速度进行实时检测的速度检测单元和对送丝驱动机构进行控制的送丝速度控制器，所述速度检测单元与送丝速度控制器连接，所述等离子发生控制器与所述等离子体发生器连接，所述气体流量检测单元与气体流量控制器连接，所述距离检测单元与气体流量控制器连接；
[0043]步骤四中由内至外逐层打印之前，步骤一中所述数据处理设备先根据预先建立的气体流量及送丝速度数据库，并结合预先设定的所述成型层的层厚，对供气管的基础气体流量和所述送丝装置的送丝速度进行确定；
[0044]所述气体流量及送丝速度数据库内存储有多种不同层厚的成型层所需的送丝速度和基础气体流量;所述基础气体流量为50ml/min?15000ml/min，且所述送丝装置的送丝速度越大，所述基础气体流量越大；
[0045]步骤401和步骤4022中所述等离子体发生器与所述送丝装置同步在水平面上移动过程中，所述速度检测单元对所述送丝装置的送丝速度进行实时检测并将所检测信息同步传送至送丝速度控制器，所述送丝速度控制器根据预先确定的所述送丝装置的送丝速度并结合速度检测单元所检测信息对送丝驱动机构进行控制，使所述送丝装置的送丝速度均与预先确定的送丝速度相同；
[0046]步骤401中进行底层打印之前，所述气体流量控制器根据气体流量检测单元所检测信息且通过控制流量调节阀将供气管的气体流量调整为所述基础气体流量;步骤401中底层打印过程中，所述供气管的气体流量为所述基础气体流量；
[0047]步骤4022中进行打印及同步温控过程中，所述气体流量控制器根据气体流量检测单元所检测信息并结合距离检测单元所检测距离信息，且通过控制流量调节阀对供气管的气体流量进行增减调整;并且，所述喷头的出口与辊芯之间的距离越大，所述供气管的气体流量越大。
[0〇48]上述对乳棍进行等离子3D快速成型的方法，其特征是:步骤401和步骤4022中所述等离子体发生器与所述送丝装置同步在水平面上移动过程中，所述被加工丝材的送丝速度为0.lm/min?10m/min，所述被加工丝材的直径为0.02mm?1mm;所述被加工丝材的直径越大，送丝速度越慢;且被加工丝材的材质熔点越高，送丝速度越慢；
[0049]步骤四中由内至外逐层打印之前，将被加工丝材的熔化端与打印工作面之间的距离调整为预先设定的送丝高度，所述送丝高度为5mm?1000mm，所述打印工作面为当前所打印成型层上部所处的平面;步骤四中由内至外逐层打印过程中，被加工丝材的熔化端高度不变。
[0050]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0051]1、所采用的乳辊等离子3D快速成型设备结构简单、设计合理且投入成本较低、加工制作及安装布设方便。
[0052]2、所采用的乳辊等离子3D快速成型设备无需密闭成型室，并且不需要保护气氛或真空环境，工件成型过程直接在大气环境下进行。因而，结构非常简单，并且成型零件尺寸不受限制，设备价格较低。
[0053]3、乳辊等离子3D快速成型设备的打印材料(即被加工丝材)供给在能量源等离子束中(材料的液滴等离子束流)，不需要铺粉的成型缸系统不需要铺粉系统，仅需一个送丝装置即可，结构大幅度简化。
[0054]4、所采用的乳辊等离子3D快速成型设备使用操作简便、智能化程度且成型效率高、使用效果好，所成型乳辊的质量好。所采用的监控系统包括对水平移动装置进行控制的水平移动控制器、对辊身外层外表面温度进行实时检测的温度检测单元、对喷头的出口与辊芯之间的距离进行实时检测的距离检测单元、对打印距离调节装置进行控制的打印距离调节控制器、对辊芯的旋转角度进行实时检测的旋转角度检测单元和对水平旋转机构进行控制的旋转控制器，打印距离调节控制器与打印距离调节装置连接，温度检测单元和距离检测单元均与打印距离调节控制器连接;温度检测单元与打印距离调节控制器组成温度调控装置，旋转角度检测单元与旋转控制器连接。
[0055]实际使用过程中，温度调控装置中的打印距离调节控制器根据温度检测单元所检测信息对打印距离调节装置进行控制，使得打印距离能自适应调节，这样既能防止因打印距离过近造成已打印完成的成型层再出现熔化的问题，并且也能防止因打印距离过远造成的成型精度较低、熔融液流在喷至上一个打印层外表面之前发生凝固等问题，使得成型过程易于控制，且实现方便，同时能有效防止工件表面(即乳辊辊身外层)发生氧化，因而无需设置密闭的真空环境。另外，所采用的监控系统还包括气体流量自适应调节和送丝速度自适应调节功能，智能化程度高。
[0056]5、乳辊等离子3D快速成型设备采用的能量源为等离子束，等离子束功率可达数十千瓦，能熔化金属、陶瓷、树脂以及其它复合材料，实现上述材料零件的3D打印。产生等离子束的等离子发生器(具体是等离子枪)结构简单，运行维护成本低，设备成本低。
[0057]6、乳辊等离子3D快速成型设备所打印材料的熔融液滴在等离子束流中，等离子束本身具有保护作用，再加上工作气体的作用，能有效防止打印材料的氧化，该设备不需要保护气氛或真空环境，直接在大气环境下使用，具有设备结构简单、运行成本低、成型零件尺寸不受限制等优点。
[0058]7、乳辊等离子3D快速成型设备采用送丝装置将被加工丝材连续送至等离子束中，打印材料成本低。
[0059]8、乳辊等离子3D快速成型设备打印时材料状态由液态凝固成固态，工艺过程简化，降低了3D打印的工艺难度和成本。同时，在工作气体(等离子束内含未电离的工作气体)的作用下，被加工丝材的熔化端在等离子束内加热并熔化成熔融状态形成微小的液滴，熔化后的熔融液滴连续并形成液流且随等离子束一并喷出，形成内带熔融液流的等离子束流；由于被加工丝材经熔化后形成的熔融液流随等离子束喷出后，形成内带打印材料熔融液流的微液流，形成浇铸式成型，避免了熔滴冷却凝固成型时产生的圆形收缩现象，零件力学性能高，表面光滑，降低了快速成型的工艺难度。
[0060]9、所采用的乳辊等离子3D快速成型方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好，等离子束具有保护作用，不需要保护气氛或真空环境，直接在大气环境下进行打印。并且，打印材料供给在能量源等离子束中(材料的熔融液流等离子束流)，不需要铺粉的成型缸系统。打印时，材料状态由液态凝固成固态，工艺过程简化，降低了 3D打印的工艺难度和成本，并且打印零件不再受尺寸限制。由上述内容可知，本发明对传统的等离子堆焊方法进行本质上改进，现有的等离子堆焊方法一般均设置有等离子弧压调高器，等离子枪与工件表面的距离不大于15mm，适用范围受限。而本发明中，打印距离能在大范围内进行调节，适应不同材质打印需求，并且能有效保证工件(即乳辊辊身外层)成型质量，尤其适用于复合乳辊的制造。
[0061]采用本发明所述的乳辊等离子3D快速成型设备及对应的快速成型方法，能有效解决选区激光熔化快速成型技术和电子束快速成型技术存在的上述问题，并且为乳辊提供了一种全新的制造方法，能有效解决现有离心铸造制备乳辊的方法存在的多种问题，在预先加工成型的辊芯上一次加工成型辊身外层，具有成型效率高、成型质量好、辊芯与辊身外层间连接强度高、所加工成型乳辊质量好等优点。
[0062]10、乳辊的辊身材料在等离子束中熔化形成液滴，等离子束具有保护和提纯作用，避免了离心铸造辊身材料冶炼和浇铸过程中的污染，乳辊性能稳定;并且，辊身材料分层打印过程中，液滴凝固速度快，辊身材料晶粒细小，也不会造成元素偏析，所成型乳辊的性能好;采用本发明打印乳辊时，下一层辊身材料打印过程中，等离子束流能够对上一层打印材料进行同步热处理，辊身热应力小，不会出现微裂纹或开裂，成品率可以达到百分之百；采用本发明打印乳辊时，工艺过程简单，工艺流程短，设备成本低，与离心铸造方法相比，降低了工艺难度和成本。并且，本发明所公开的乳辊等离子3D快速成型设备能直接在大气环境下使用，成型时可将乳辊材料丝材熔化成液流，实现连续微浇铸快速成型，工艺过程简化，降低了传统复合乳辊制造的工艺难度和成本，提高了复合乳辊的性能。
[0063]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0064]图1为本发明等离子3D快速成型设备的结构示意图。
[0065]图2为本发明实施例1中等离子枪的结构示意图。
[0066]图3为本发明监控系统的电路原理框图。
[0067]图4为本发明进气环的结构示意图。
[0068]图5为本发明进气环本体的结构示意图。
[0069]图6为本发明等离子3D快速成型方法的流程框图。
[0070]图7为本发明实施例2中等离子枪的结构示意图。
[0071]附图标记说明:
[0072]I一供气装置；2—被加工丝材；3_1—棍芯；
[0073]3-2一棍身外层；4一水平旋转机构； 5—供气管；
[0074]6—丝盘；7—等离子发生控制器；
[0075]8—距离检测单元；9 一温度检测单元；
[0076]10—打印距离调节控制器；11—气体流量检测单元；
[0077]12—气体流量控制器；13—等离子枪；13-1—枪体；
[0078]13-2 一阳极喷嘴；13_3 一阴极；13_4 一放电室；
[0079]13-5—喷口；13-6—绝缘层；14—送丝驱动机构；
[0080]15一旋转控制器；16—水平支撑机构；17—上下调整装置；
[0081 ]18—速度检测单元；19 一送丝滚轮；20—送丝速度控制器；
[0082]21—进气环；21-1—进气环本体；21-2—环形密封盖；
[0083]21-3—环形进气槽；21-4—外侧进气孔；21_5 —内侧进气孔；
[0084]22—三维调节支架；22-1 — X轴移动机构；
[0085]22-2—Y轴移动机构；23—PC机；24—水平移动控制器；
[0086]25一流量调节阀；26—旋转角度检测单兀。
【具体实施方式】
[0087]实施例1
[0088]如图1所示的一种乳辊等离子3D快速成型设备，由监控系统、等离子束流加工系统和供待成型乳辊放置的水平打印台组成，所述待成型