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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:冷喷涂塑性增材成形机理研究与设备改进
学校名称:山东理工大学
参赛队伍:啊对对队
队伍编号:201778
参赛学生:高玮 吉增睿 梁嘉辉  
指导老师:于文强  
投票日期:2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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详细说明

冷喷涂作为一种涂层技术,在航空航天、汽车、新能源等领域得到重要应用。近年来,冷喷涂技术已经从涂层技术向增材制造技术迈进。与传统的增材制 造工艺相比,冷喷涂增材制造的加工温度相对较低,生产时间更短,产品尺寸不受限制,灵活性髙,可用于零件修复,且特别适用于铜、铝等高反射率的金属。然而,冷喷涂沉积涂层通常具有粗糙、起伏和多孔的表面,而且尺寸精度低。这使得通过研究工艺参数的影响机制来获取系统参数的调控依据,以此提高冷喷涂沉积体表面的均匀性具有重要意义。因此,本文希望通过对一定的冷喷涂相关机理的研究,来探究影响冷喷涂增材制造的主要因素,并通过对设备进行一定的改进来改善这些问题。

本设备由喷枪,机械臂,混粉送粉装置以及工作台组成。

喷枪内要提供给粉末一个较高的速度,使其可以完成塑性变形,并与基体材料形成紧密结合。在这里我们效仿了冲压发动机,先对主进气的进气道进行改进,来保证其在进入时就有较高速度,在燃烧室内,通过火花塞来点燃甲烷,进气口出做了一个涡轮,来引导进气气体的方向,使其不会倒向传气,在扩压器的锥形物块连接处,我们也通过开的大小不同的进气孔,来引导气体在舱内的旋转方向。形成高速地送气气流。

 

混粉装置主要有四部分构成,两个粉末容腔分别装有待混合的两种粉末,位于混粉机构的上方,粉末由于重力作用下落,填满混粉鼓轮的每个齿槽腔;混粉鼓轮按一定速度转动,粉末在离心力的作用下被甩到混粉管道中,从而进行粉末混合,两边混粉鼓轮分别按不同速度转动,从而实现不同比例的混合。

采用的是多角度灵活的机械臂(如图),不仅仅可以上下移动而且可以左右移动以及转动,而且机械臂的防抖做的也很好,上下移动保证了多高度,前端的左右移动保证了多角度,转动则保证了多维度,三者合在一起可以在最大程度上改善稳定和精度的问题。

工作台提供一个稳定的平台来固定工件,使其在喷涂过程中保持稳定,确保涂层均匀。冷喷涂过程中产生的粉尘和喷射颗粒需要得到控制和处理,工作台通常配备抽风装置和过滤系统,以减少环境污染和操作人员的健康风险。设计符合人体工学,便于操作人员进行喷涂操作,减轻疲劳,提高工作效率。通常可以调整高度、角度和位置,以便在不同工件和喷涂区域之间进行灵活调整。

综上所述,本设计在多个方面改进了冷喷涂设备,通过结构设计与校核等,显著提高了精度和效率。

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