一种用于3D金属熔覆成型设备的冷却装置的制作方法

一种用于3d金属熔覆成型设备的冷却装置
技术领域
1.本实用新型涉及3d金属熔覆成型技术，具体是一种用于3d金属熔覆成型设备的冷却装置。


背景技术：

2.3d打印是快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3d金属熔覆成型属于3d打印技术的一种，其利用激光或者等离子束加热基板或者工件，在基板或工件表面形成微小的熔池，再将金属粉末或者金属丝通过多种形式置入熔池，金属粉末融化后再冷却，即与基板或者工件冶金结合，经过逐层堆积，在基板或者工件表面形成特定的形状。3d金属熔覆成型可用于制造零件，也可用于零件的修复和表面处理，具有较为广泛的应用前景。
3.在金属材料的熔覆成型过程中，为保证熔覆质量必须要将基板或工件温度控制在一定范围内工件进行冷却降温。这是由于熔覆过程中，基板或工件热量来不及散去，造成热量积累，将会导致基板或工件翘曲，熔池凝固时间延长，严重影响成型质量，另外热量的积累也会导致成型部位在z轴方向尺寸上累加缓慢甚至失败坍塌。为避免这些问题，熔覆时的冷却就显得尤为重要。
4.目前，在3d金属熔覆成型中，由于刚刚形成的熔池部位（即成型点）温度很高，因此不能直接使用冷却液对该部位进行冷却，只能间接使用冷却装置对基板或者工件的非成型部位进行冷却。现有的熔覆成型设备中，冷却装置基本以间接的液冷为主，通常是在基板或工件底部设置具有冷道的散热片，以带走熔覆时的热量，也有在冷道中使用气流代替液体进行冷却。而这两种方法，只适用于底面平整的基板或者工件，当基板或工件的底面不平整，无法与散热片紧密贴合，散热效果必将大打折扣。


技术实现要素：

5.针对背景技术中存在的问题，本实用新型目的是提供一种用于3d金属熔覆成型设备的冷却装置，本装置结合大多数基板及工件的装夹方式，采用气冷的方式对基板或工件底部进行冷却，不仅可应用于底面平整的基板和工件，也适用于底面不平整的基板和工件，具有较高的通用性，另外，本装置采用涡流管冷却气直接对基板或者工件底面进行冷却，应用于3d金属熔覆成型时，冷却效率好。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种用于3d金属熔覆成型设备的冷却装置，包括平台、主冷却管、第一冷却管、第二冷却管和涡流管，所述的平台上表面设有t型槽和支撑件，用于支撑工件；所述的主冷却管一端与外部压缩气源连接，另一端分别连接第一冷却管和第二冷却管，第二冷却管的另一端连接有涡流管，涡流管的冷气出口连接有排气管，所述排气管通过可移动的定位装置设置在平台上表面，用于对工件底面进行降温；所述的平台其内部设有冷道，冷道用于对平
台工作区域进行降温，冷道入口与第一冷却管相连，冷道出口连接有回收管，用于回收通过冷道的气体。
8.所述的冷道其数量为多个，多个冷道均从左至右贯穿平台。
9.所述的排气管其一端封闭，另一端与涡流管的冷气出口连接，在排气管上设有多个开口向上的排气孔。
10.所述的定位装置为磁力吸盘，所述磁力吸盘通过卡扣连接在排气管上。
11.所述的第一冷却管、第二冷却管上均设有减压阀。
12.本实用新型的有益效果是：本实用新型的平台设有冷道，若工件底面平整，可将工件直接装夹在平台表面，通过冷道散热；当工件底面不平整，可通过支撑件支撑起工件，然后固定工件，使用涡流管直接对工件底部进行冷却；本实用新型应用于3d金属熔覆成型时，具有较好的通用性，冷却效率好。
附图说明
13.图1为本实用新型一个实施例的整体结构示意图。
14.图2为平台的侧视图。
15.图中：1
‑
第一冷却管、2
‑
第二冷却管、3
‑
主冷却管、4
‑
平台、5
‑
涡流管、6
‑
t型槽、7
‑
支撑件、8
‑
工件、9
‑
排气管、10
‑
定位装置、11
‑
冷道、12
‑
回收管、13
‑
减压阀。
具体实施方式
16.下面将结合本说明书附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，需要注意的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.如图1、图2所示，一种用于3d金属熔覆成型设备的冷却装置，包括平台4、主冷却管3、第一冷却管1、第二冷却管2和涡流管5，所述的平台4上表面设有t型槽6和支撑件7，支撑件7用于支撑工件8，t型槽6用于安装螺栓，配合压板对工件8进行固定；所述的主冷却管3一端与外部压缩气源连接，另一端分别连接第一冷却管1和第二冷却管2，第二冷却管2的另一端连接有涡流管5，涡流管5的冷气出口连接有排气管9，在本实用新型的一个实施例中，所述压缩气源为空气压缩机；所述排气管9通过可移动的定位装置10设置在平台4上表面，用于对工件8底面进行降温，在本实用新型的一个实施例中，所述的定位装置10为磁力吸盘，所述磁力吸盘通过卡扣连接在排气管9上；所述的平台4其内部设有冷道11，冷道11用于对平台工作区域进行降温，冷道11入口与第一冷却管1相连，冷道11出口连接有回收管12，用于回收通过冷道11的气体。具体的，所述的冷道11其数量为多个，多个冷道11均从左至右贯穿平台4，所述冷道11入口设有内螺纹，其中安装连接管件，每个冷道11分别通过连接管件与第一冷却管1相连；另外，由于熔覆时的安全要求，冷却气体为具有保护作用的惰性气体，因此，回收管12连接有保护气冷却机，将回收的气体输送至保护气冷却机，冷却后在输送至空压机进行压缩。
18.所述的排气管9其一端封闭，另一端与涡流管5的冷气出口连接，在排气管9上设有多个开口向上的排气孔。具体的，排气管5的形状可对应工件设置，在本实用新型的一个实
施例中，排气管5设计为直管状。
19.所述的第一冷却管1、第二冷却管2上均设有减压阀13。具体的，通过减压阀13调节气流流量，以调节冷却效果。
20.本实用新型未详述部分为现有技术。


技术特征：
1.一种用于3d金属熔覆成型设备的冷却装置，包括平台（4）、主冷却管（3）、第一冷却管（1）、第二冷却管（2）和涡流管（5），所述的平台（4）上表面设有t型槽（6）和支撑件（7），用于支撑工件（8）；其特征是：所述的主冷却管（3）一端与外部压缩气源连接，另一端分别连接第一冷却管（1）和第二冷却管（2），第二冷却管（2）的另一端连接有涡流管（5），涡流管（5）的冷气出口连接有排气管（9），所述排气管（9）通过可移动的定位装置（10）设置在平台（4）上表面，用于对工件（8）底面进行降温；所述的平台（4）其内部设有冷道（11），冷道（11）用于对平台工作区域进行降温，冷道（11）入口与第一冷却管（1）相连，冷道（11）出口连接有回收管（12），用于回收通过冷道（11）的气体。2.根据权利要求1所述的一种用于3d金属熔覆成型设备的冷却装置，其特征是：所述的冷道（11）其数量为多个，多个冷道（11）均从左至右贯穿平台（4）。3.根据权利要求1所述的一种用于3d金属熔覆成型设备的冷却装置，其特征是：所述的排气管（9）其一端封闭，另一端与涡流管（5）的冷气出口连接，在排气管（9）上设有多个开口向上的排气孔。4.根据权利要求1所述的一种用于3d金属熔覆成型设备的冷却装置，其特征是：所述的定位装置（10）为磁力吸盘，所述磁力吸盘通过卡扣连接在排气管（9）上。5.根据权利要求1所述的一种用于3d金属熔覆成型设备的冷却装置，其特征是：所述的第一冷却管（1）、第二冷却管（2）上均设有减压阀（13）。

技术总结
本实用新型提供一种用于3D金属熔覆成型设备的冷却装置，包括平台、主冷却管、第一冷却管、第二冷却管和涡流管，所述的平台上表面设有T型槽和支撑件，用于支撑工件；所述的主冷却管一端与外部压缩气源连接，另一端分别连接第一冷却管和第二冷却管，第二冷却管的另一端连接有涡流管，涡流管的冷气出口连接有排气管，所述排气管通过可移动的定位装置设置在平台上表面，用于对工件底面进行降温；所述的平台其内部设有冷道，冷道用于对平台工作区域进行降温，冷道入口与第一冷却管相连，冷道出口连接有回收管，用于回收通过冷道的气体。本实用新型应用于3D金属熔覆成型时，具有较好的通用性，冷却效率好。冷却效率好。冷却效率好。


技术研发人员：庞子瑞 樊保团 赵志斌 张兵权
受保护的技术使用者：天津中德应用技术大学
技术研发日：2021.04.09
技术公布日：2021/11/21