[0001] 本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种电子束增材制造设备。

[0002] 电子束增材制造设备包括真空成型室以及电子束发射装置，电子束发射装置发射的电子束作为热源，逐层烧结或熔化真空成型室内粉末床上的粉料，使粉料逐层堆积成型。

[0003] 在现有技术中，电子束发射装置直接通过螺栓固定的方式固定于真空成型室的顶板上，当真空成型室的顶板在高温下发生热变形时，则会带着电子束发射装置的相对位置发生倾斜，导致电子束发射装置发射的电子束到真空成型室内粉末床上的位置发生变化，最终影响对成型零件的打印精度和打印质量。在相关技术中，通常在电子束发射装置和顶板之间设置加强筋板或者增大顶板的强度，以防止顶板高温变形，避免电子束发射装置的相对位置发生偏斜，但是上述方式仍无法有效避免顶板变形。

[0004] 因此，亟需一种电子束增材制造设备，以解决上述问题。

[0049] 为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

[0050] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0051] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0052] 在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

[0053] 实施例一

[0054] 如图1所示，本实施例提供了一种电子束增材制造设备100，该电子束增材制造设备100利用电子束选区熔化工艺打印成型零件200。具体而言，该电子束增材制造设备100主要包括真空成型室1、成型台装置5、粉料供应装置6以及电子束发射装置2，其中，成型台装置5和粉料供应装置6均位于真空成型室1内，粉料供应装置6用于将粉料铺设到成型台装置5的成型区域内，电子束发射装置2用于发射电子束，并且将发射的电子束偏转分配至成型区域的相应位置上，以在成型区域上打印形成成型零件200。

[0055] 在本实施例中，如图1所示，粉料供应装置6包括料箱61以及铺料组件62，其中，料箱61设置在成型台装置5的上方，料箱61用于盛放粉料，并且料箱61还能够将盛放的粉料供给至成型台装置5的上表面，铺料组件62能够相对成型台装置5的上表面往复移动，以将成型台装置5上表面的粉料平铺在成型台装置5的成型区域内。具体而言，铺料组件62可以为推板，并且推动推板往复移动的驱动件可以为直线气缸，也可以为直线电机，本实施例对推动推板往复移动的具体器件不做限定。可选地，在本实施例中，料箱61间隔设置有多个，提高了对成型台装置5的上表面供料的效率。

[0056] 在本实施例中，如图1所示，成型台装置5包括工作平台51以及成型缸52，其中，成型缸52设置在工作平台51的下方，成型缸52的内部设置有粉末床521，粉末床521中形成有成型区域，料箱61将盛放的粉料供给至工作平台51的上表面，铺料组件62相对工作平台51的上表面往复移动，以将工作平台51的上表面的粉料平铺在粉末床521的成型区域内。

[0057] 此外，如图1所示，成型台装置5还包括升降组件53，升降组件53设置在成型缸52中，升降组件53用于驱动成型缸52中的粉末床521相对工作平台51升降。具体而言，升降组件53可以为直线气缸，直线气缸具有工作可靠、便于安装的优点。具体而言，当粉末床521内先前的一层粉料成型后，升降组件53驱动粉末床521相对成型缸52下降一个粉料层厚度的高度，使粉末床521的上表面与工作平台51的表面形成一个粉料层厚的高度差，然后料箱61输出一定量的粉料，并落在工作平台51表面，随后铺料组件62将粉料推送至粉末床521上形成一层新的粉料层。如此反复，逐次逐层在粉末床521上堆积新沉积层，直至获得成型零件200的最终形状。

[0058] 在现有技术中，电子束发射装置2直接通过螺栓固定的方式固定于真空成型室1的顶板上，当真空成型室1的顶板在高温下发生热变形时，则会带着电子束发射装置2的相对位置发生倾斜，导致电子束发射装置2发射的电子束到真空成型室1内粉末床521上的位置发生变化，最终影响对成型零件200的打印精度和打印质量。在相关技术中，通常在电子束发射装置2和顶板之间设置加强筋板或者增大顶板的强度，以防止顶板高温变形，避免电子束发射装置2的相对位置发生偏斜，但是上述方式仍无法有效避免顶板变形。

[0059] 为了解决上述问题，如图1所示，本实施例提供的电子束增材制造设备100还包括支撑装置3以及连通装置4，真空成型室1包括顶板11，顶板11上开设有进口111，电子束发射装置2位于真空成型室1的上方，并且支撑装置3上固定安装有电子束发射装置2，连通装置4的第一端与电子束发射装置2的发射口固定且连通，连通装置4的第二端与顶板11固定连接且与进口111连通，并且连通装置4的第二端能够相对连通装置4的第一端自适应活动。本实施例提供的电子束增材制造设备100，通过将电子束发射装置2安装于支撑装置3，并且使得连通装置4的第二端能够相对连通装置4的第一端自适应活动，即使真空成型室1的顶板11在高温下发生变形牵引连通装置4的第二端发生偏斜，连通装置4的第一端的相对位置也不会发生变化，从而避免了电子束发射装置2的相对位置因顶板11高温变形而发生偏斜，保证了电子束发射装置2的相对位置的稳定性，进而保证了电子束增材制造设备100的打印精度和打印质量。

[0060] 需要说明的是，“连通装置4的第二端能够相对连通装置4的第一端自适应活动”，指的是连通装置4的第二端在外力的作用下能够相对连通装置4的第一端进行活动。

[0061] 在本实施例中，如图1所示，真空成型室1的内部设置有隔热罩12，隔热罩12的一端与进口111连通，隔热罩12的另一端延伸至工作平台51处，并且隔热罩12的另一端正对粉末床521，通过进口111进入至真空成型室1内的电子束通过隔热罩12照射至粉末床521中的成型区域上，对电子束的热量起到了隔热的效果，避免了电子束产生的热量传递至真空成型室1内的其他器件处。

[0062] 可选地，在本实施例中，如图1和图2所示，连通装置4包括第一连接部41、第二连接部42以及波纹软管43，其中，第一连接部41与电子束发射装置2的发射口固定且连通，第二连接部42与顶板11固定连接且与进口111连通，波纹软管43的第一端与第一连接部41连接，波纹软管43的第二端与第二连接部42连接。上述连通装置4的结构设计，即使顶板11高温变形带动第二连接部42发生偏斜，第二连接部42会牵引波纹软管43发生适应性地偏斜调整，从而不会影响第一连接部41以及电子束发射装置2的相对位置。此外，通过设置波纹软管43，不仅保证了连通装置4的第二端能够相对连通装置4的第一端自适应活动，并且调节灵活、结构简单、成本低。

[0063] 可选地，在本实施例中，第二连接部42为连接法兰。通过将第二连接部42设计成连接法兰的形式，不仅便于第二连接部42与进口111对接连接，也使得结构简单、安装便捷。可选地，在本实施例中，第一连接部41包括相连接的第一法兰连接部411和第一管道主体部412，其中，第一法兰连接部411与电子束发射装置2的发射口固定且连通，第一管道主体部
412与波纹软管43的第一端连接，并且第一管道主体部412的管壁上开设有第一冷却流道
4121。上述第一连接部41的结构设计，不仅便于与电子束发射装置2的发射口对接连通，还能够通过第一冷却流道4121对连通装置4的外周壁进行降温，避免连通装置4的热量传递至连通装置4附近处的器件上。

[0064] 可选地，在其他实施例中，也可以使得第二连接部42包括相连接的第二法兰连接部和第二管道主体部，第二法兰连接部与顶板11固定连接且与进口111连通，第二管道主体部与波纹软管43的第二端连接，并且第二管道主体部的管壁上开设有第二冷却流道。上述设置使得第二连接部42不仅便于与进口111对接连接，还能够通过第二冷却流道对连通装置4的外周壁进行降温，避免连通装置4的热量传递至连通装置4附近处的器件上。可选地，在其他实施例中，也可以将第一连接部41直接设计成连接法兰的形式。

[0065] 在本实施例中，如图1所示，电子束发射装置2包括依次连通的电子枪21以及偏转线圈22，并且偏转线圈22与电子枪21固定连接，电子枪21用于发射电子束，偏转线圈22的发射口与第一连接部41对接连接，偏转线圈22用于将接收的电子束进行聚焦或偏转，从而保证电子束能够依次通过连通装置4、进口111以及隔热罩12照射至粉末床521中的成型区域上。

[0066] 在本实施例中，如图1所示，支撑装置3包括支撑架31、调整板件32以及连接压块33，其中，调整板件32设置于支撑架31，并且调整板件32与支撑架31的安装位置可调，连接压块33的一端与调整板件32固定连接，连接压块33的另一端固定压接于电子束发射装置2。
通过使得调整板件32相对支撑架31的安装位置可调，进而调整电子束发射装置2与支撑架
31的相对位置，保证电子束发射装置2安装位置的准确性和适配性。具体而言，在本实施例中，连接压块33的另一端固定压接于电子枪21，从而将电子枪21固定安装于支撑装置3。可选地，在本实施例中，调整板件32上间隔开设有多个第一安装孔，支撑架31上开设有第二安装孔，通过调节调整板件32的位置，使得其中一个第一安装孔与第二安装孔正对，螺栓穿过第一安装孔后与正对的第二安装孔螺纹连接，从而实现调整板件32与支撑架31的固定连接。此外，通过设置多个第一安装孔，也便于调节调整板件32相对支撑架31的固定位置。

[0067] 可选地，在本实施例中，可以将支撑架31固定于真空成型室1的顶部的加强筋板上，也可以使得支撑架31独立于真空成型室1，将支撑架31直接固定在地基上，只要保证电子束发射装置2位于真空成型室1的上方即可。

[0068] 实施例二

[0069] 本实施例提供的电子束增材制造设备100与实施例一基本相同，本实施例提供的电子束增材制造设备100与实施例一的不同之处在于：连通装置4的具体结构不同。

[0070] 在本实施例中，如图3所示，第一连接部41以及第二连接部42均为连接法兰。上述设置，使得连通装置4不仅便于与对应的接口对接连通，并且结构简单、成本低。

[0071] 实施例三

[0072] 本实施例提供的电子束增材制造设备100与实施例一基本相同，本实施例提供的电子束增材制造设备100与实施例一的不同之处在于：连通装置4的具体结构不同。

[0073] 在本实施例中，如图4所示，连通装置4包括第一连接管件44以及第二连接管件45，其中，第一连接管件44与电子束发射装置2中偏转线圈22的发射口固定且连通，第二连接管件45与第一连接管件44球铰接且与第一连接管件44连通，第二连接管件45与顶板11固定连接且与进口111连通。上述连通装置4的结构设计，即使顶板11高温变形带动第二连接管件45发生偏斜，此时第二连接管件45会相对第一连接管件44发生自适应的转动调节，从而不会影响第一连接管件44以及电子束发射装置2的相对位置。此外，上述连通装置4的结构设计，使得调节灵活、结构简单。可选地，在本实施例中，第一连接管件44与第二连接管件45相互连接的端面均为球面，并且第一连接管件44的球面转动设置于第二连接管件45的球面凹槽中，从而保证第二连接管件45与第一连接管件44球铰接。

[0074] 在本实施例中，如图4所示，第一连接管件44上开设有穿设孔441，连通装置4还包括连接件46以及弹性件47，其中，连接件46的外径尺寸小于穿设孔441的内径尺寸，连接件46能够相对穿设孔441活动，并且连接件46穿过穿设孔441与第二连接管件45螺纹连接，弹性件47套设于连接件46上，并且弹性件47夹设于第一连接管件44和连接件46的端部之间。
通过设置连接件46和弹性件47，实现了第二连接管件45和第一连接管件44之间的活动球铰接连接，并且也保证了第二连接管件45和第一连接管件44之间抵接的紧密性。

[0075] 具体而言，弹性件47为弹簧，连接件46包括相连接的螺杆部461以及抵接块部462，螺杆部461穿过穿设孔441与第二连接管件45螺纹连接，弹簧套设于螺杆部461上，并且弹簧夹设于第一连接管件44和抵接块部462之间。

[0076] 可选地，在本实施例中，如图4所示，连通装置4还包括密封圈48，密封圈48夹设于第一连接管件44和第二连接管件45之间，并且密封圈48围设于第一连接管件44的通道和第二连接管件45的通道的外周。通过设置密封圈48，进一步保证了第一连接管件44和第二连接管件45连通的密封性。

[0077] 可选地，第一连接管件44和第二连接管件45两者中至少存在一者的管壁上开设第三冷却流道451，从而通过第三冷却流道451对连通装置4的外周壁进行降温，避免连通装置4的热量传递至连通装置4附近处的器件上。可选地，在本实施例中，第二连接管件45的管壁上开设第三冷却流道451。在其他实施例中，可以仅在第一连接管件44的管壁上开设第三冷却流道451，也可以在第一连接管件44和第二连接管件45的管壁上均开设第三冷却流道
451。

[0078] 实施例四

[0079] 本实施例提供的电子束增材制造设备100与实施例一基本相同，本实施例提供的电子束增材制造设备100与实施例一的不同之处在于：

[0080] 如图5所示，在本实施例中，电子束增材制造设备100包括多个间隔排布的电子束发射装置2，多个电子束发射装置2均安装于支撑装置3，每个电子束发射装置2均对应设置有连通装置4，每个电子束发射装置2的发射口均通过对应的连通装置4与真空成型室1连通。通过设置多个电子束发射装置2，有效保证了电子束对成型区域的照射范围，满足大尺寸成型零件200的加工需求。可选地，在本实施例中，电子束增材制造设备100包括两个间隔排布的电子束发射装置2，在其他实施例中，电子束发射装置2的具体数量可以根据需求设置。

[0081] 可选地，在本实施例中，每个电子束发射装置2中的电子枪21均通过一个调整板件32以及该调整板件32上的多个连接压块33设置于支撑架31上。

[0082] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。