科创中国

本实用新型提供了一种用于铝合金薄壁回转体激光增材制造的成形保护结构，其目的在于，通过在基板下方设置冷却板以及液氩喷嘴，上方设置氩气仓，解决了铝合金薄壁回转体在激光增材制造过程中的易氧化、冷却慢等问题，避免铝合金薄壁回转体在成形过程中出现的高低不平、坍塌、尺寸精度无法保证等问题。为实现上述目的，本实用新型提出了一种用于铝合金薄壁回转体激光增材制造的成形保护结构，包括冷却板、液氩喷嘴、基板和玻璃管，其中：所述冷却板固定安装在所述基板下方，且冷却板上开设有多个相互连通的环形管道槽；所述液氩喷嘴穿过所述冷却板，该液氩喷嘴出口与所述环形管道槽连通；所述基板用于放置待成形回转体，且基板上开设有多个与所述环形管道槽连通的孔；所述玻璃管安装在所述基板上，且该玻璃管上方设有石棉布，该石棉布与玻璃管共同在待成形回转体四周构成一个氩气仓。

本实用新型属于激光增材制造领域，并具体公开了一种用于铝合金薄壁回转体激光增材制造的成形保护结构，其包括冷却板、液氩喷嘴、基板和玻璃管，其中：所述冷却板固定安装在所述基板下方，且冷却板上开设有多个相互连通的环形管道槽；所述液氩喷嘴穿过所述冷却板，该液氩喷嘴出口与所述环形管道槽连通；所述基板用于放置待成形回转体，且基板上开设有多个与所述环形管道槽连通的孔；所述玻璃管安装在所述基板上，且该玻璃管上方设有石棉布，该石棉布与玻璃管共同在待成形回转体四周构成一个氩气仓。本实用新型解决了铝合金薄壁回转体在激光增材制造过程中的易氧化、冷却慢等问题，避免回转体成形后出现高低不平、坍塌、尺寸精度无法保证等问题。

激光增材制造技术是以高能量密度的激光为热源，将丝材或粉材熔化形成熔池，冷却凝固后形成熔覆层，熔覆层逐层堆积即可形成特定形状尺寸的结构零件。激光增材制造具有不受零件结构限制的优点，可用于结构复杂、难加工以及薄壁类零件的加工制造。

铝合金薄壁回转体广泛应用于航空航天、国防军工等重要领域。采用传统铸造加上减材加工以及卷制加上焊接加工等方法进行制备，但分别具有材料利用率低及尺寸精度难以保证等劣势。采用激光增材制造技术具有材料利用率高、制造柔性大以及尺寸精度高等优势。

然而相比于铁合金、钛合金等高熔点金属，铝合金激光增材制造的难度相对较大。难点之一为铝元素化学性质活泼，在成形过程中易氧化，而氧化产物的熔点远高于铝合金的熔点，一旦在沉积区域形成氧化物，便会对已成形区域形成高低起伏甚至塌陷，使得增材制造过程无法继续进行，因此铝合金在激光增材制造成形过程中对惰性气体氛围要求极高。难点之二为连续的激光热输入使铝合金基体温度较高，从而粘度小、易流动，导致熔覆层变宽，严重影响成形零件尺寸精度，且连续的激光作用使得激光熔覆送粉头工作温度过高，易出现送粉管烧损、堵塞等问题，影响熔覆的稳定性。

华中科技大学（Huazhong University of Science and Technology），简称华中大、华科大 ，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流” “985工程”“211工程”、入选“强基计划”“111计划”、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划2.0，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟 、国际应用科技开发协作网 、全球能源互联网大学联盟成员。

主要具备以下的技术优点：

1.本实用新型通过在基板下方设置冷却板和液氩喷嘴，上方设置氩气仓，解决了铝合金薄壁回转体在激光增材制造过程中的易氧化、冷却慢等问题，避免铝合金薄壁回转体在成形过程中出现的高低不平、坍塌、尺寸精度无法保证等问题。

2.本实用新型中液氩由液氩喷嘴喷入冷却板与基板之间，液氩汽化过程会吸收大量的热量，汽化后的氩气从冷却板与基板间的间隙出排出，部分液氩会从基板上预制的小孔进入成形系统，汽化过程吸收大量的热量，并且汽化后的氩气会大大提高成形系统的惰性气体保护效果。

3.本实用新型在基板上开设环形槽，便于玻璃管的稳定放置，同时使环形槽的宽度略大于玻璃管的厚度，防止基板受热膨胀而导致玻璃管涨裂。

4.本实用新型在冷却板的上表面设置多个同心的环形管道槽以及环形管道槽间的圆弧管道槽，可以便于液氩均匀地对回转体进行冷却；同时通过温度控制装置根据成形系统的实际温度实时调节液氩的大小，避免液氩喷入量过大而导致成形系统内结霜。

本专利成果采用技术转让，技术入股，技术合作等成果转化方式，希望进一步实现该专利的有益效果，有兴趣皆可面议。