一种多电子束中心送丝的电子束加工系统的制作方法

专利2022-06-28  77


本发明涉及电子束加工领域,具体为一种多电子束中心送丝的电子束加工系统。



背景技术:

电子束加工是利用电子束的热效应可以对材料进行表面热处理、焊接、刻蚀、钻孔、熔炼,或直接使材料升华,作为加热工具,电子束的特点是功率高和功率密度大,能在瞬间把能量传给工件,电子束的参数和位置可以精确和迅速地调节,能用计算机控制并在无污染的真空中进行加工,根据电子束功率密度和电子束与材料作用时间的不同,可以完成各种不同的加工。

如今现有的电子束加工系统通常会采用重力送粉器或者侧向送丝装置,重力送粉器价格便宜结构简单,但是使用时会经常出现堵粉的情况,且粉尘不易均匀分布;侧向送丝装置能够精确控制送入金属材料的均匀性,材料利用率提高,而且丝材12的价格成本相对粉末也较低,但是在加工时,电子束束斑的能量分布的不均匀性,丝材在熔池内所得到能量不同,从而导致熔池凝固的形状,尺寸,表面粗糙度等的不同,送丝时无法对丝料进行切断,在加工结束后残余的丝料会粘着在产品上,而且送丝时,丝料通过重力下降,无法进准控制丝料的进入量,而且加工产生的金属蒸汽无法有效的利用,造成经济损失。



技术实现要素:

本发明的目的在于:为了解决丝时无法对丝料进行切断,在加工结束后残余的丝料会粘着在产品上,而且送丝时,丝料通过重力下降,无法进准控制丝料的进入量,而且加工产生的金属蒸汽无法有效的利用,造成经济损失问题,提供一种多电子束中心送丝的电子束加工系统。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,包括:

电子枪:用于产生、加速及会聚高能量密度电子束流的装置,它发射出具有一定能量、一定束流以及速度和角度的电子束;

旋转电机:用于改变电子枪的角度,从而改变电子束的照射在工件上的角度,用于调节工作状态;

储丝盒:用于储存丝料的盒子,为系统提供丝料;

送丝装置:用于主动运输丝料,使丝料能够均匀的与工件接触,且能够将丝料进行简单处理,使丝料符合加工流程;

丝料:用于提供粘接材料,丝料的材质能够根据加工物品的需求进行改变;

工件:用于加工的物品,与丝料融合形成新的产品;

真空系统;用于保证电子枪内的真空度,用于将工作室内的蒸汽抽出。

优选地,所述电子枪的顶端开设有灯丝,所述灯丝的底端连接有阴极,所述阴极的正下方设置有阳极,所述阴极的一侧与真空系统集接通,所述阳极的正下方设置有电磁透镜,所述电磁透镜的正下方设置有偏转线圈,所述偏转线圈的底端连接有电子枪枪口。

优选地,所述灯丝的材质由钨丝构成,所述阴极与阳极的外侧接通有高电压,所述高电压的压强为五十千伏至一百五十千伏,所述电磁透镜共设置有两组,所述偏转线圈共设置有两组,每组偏转线圈互相垂直。

优选地,所述送料装置的顶端开设有送丝管,所述丝料穿过储丝盒进入到送丝管中,所述送丝管的一侧安装有传送电机,传送电机贯穿送丝管并延伸至送丝管的内部连接有传送轮,所述送丝管的内部位于传送轮的正下方开设有闸刀,所述送丝管的底端开设有送丝嘴,所述送丝嘴位于工件的上方,所述送丝嘴的外侧设置有冷却管。

优选地,所述传送电机为变频电机,所述传送轮与丝料紧密贴合,所述闸刀的外侧连接有液压装置,所述闸刀通过液压装置推动切断丝料,所述冷却管的与外界的水泵接通,所述冷却管环绕送丝嘴设置。

优选地,所述真空系统的内部开设有扩散泵,所述扩散泵内部设置有油箱,所述油箱的底端安装有加热器,所述油箱的顶端安装有真空抽气口,所述扩散泵的一侧设置冷凝管,所述冷却管的一侧通过管道连接有机械泵,所述机械泵的一侧开设有排气口,所述排气口的外侧安装有沉积膜。

优选地,所述加热器的一端与外界的蒸汽装置接通,所述冷凝管的外侧设置有多组冷却水管,所述冷凝管的底端开设有管道,所述冷凝管通过管道与扩散泵的底端接通。

优选地,所述沉积膜的顶端开设有薄膜,所述薄膜的底端连接有衬底,所述衬底的顶端涂抹有光刻胶,所述薄膜通过光刻胶与衬底连接,所述薄膜的外壁开设有多组凹槽。

优选地,所述电子束照射在丝料与工件外侧,所述工件的底端设置有工作平台,所述工作平台的内部设置有冷却水管。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1.本发明通过设置的闸刀、冷却管以及送丝管,当加工完毕后,停止电子枪工作,向冷却管中通入足量的冷却水,冷却水对送丝嘴中的丝料进行冷却,与此同时启动闸刀,闸刀将尚未完全冷却的丝料切断,随后丝料冷却,将产品从工作平台上取出,使丝料不会粘着在产品的外侧,提高了产品的质量,有效解决了的丝料易粘着在产品上问题;

2.通过设置的传送轮以及传送电机,丝料穿过储丝盒进入到送丝装置内,随后启动传送电机,传送电机的输出端带动传送轮转动,传送轮与丝料精密贴合,从而传送轮带动丝料在送丝管中移动,从而能够控制丝料的进入量,提高了加工效率,有效解决了的无法进准控制进料问题;

3.通过设置的扩散泵、机械泵、排气口以及沉积膜,在电子束融化工件以及丝料时,部分金属会汽化,此时首先启动机械泵将工作室内抽为真空随后通过加热器加热扩散泵内的油液,使油液产生高速的蒸汽穿过真空抽气口将真空室中的产生的金属气体抽出并从排出口将金属气体排出,冷凝管使油蒸汽冷凝为液体并通过管道返回扩散泵内,防止油液泄露,排出的金属颗粒会黏着在沉积膜外侧的光刻胶上,形成金属沉积薄膜,方便对金属蒸汽进行回收,提高了经济效益,有效解决了的金属蒸汽无法回收问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明的电子枪结构示意图;

图3为本发明的送丝装置结构示意图;

图4为本发明的真空系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4,一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,包括:

电子枪:用于产生、加速及会聚高能量密度电子束流的装置,它发射出具有一定能量、一定束流以及速度和角度的电子束;

旋转电机:用于改变电子枪的角度,从而改变电子束的照射在工件上的角度,用于调节工作状态;

储丝盒:用于储存丝料的盒子,为系统提供丝料;

送丝装置:用于主动运输丝料,使丝料能够均匀的与工件接触,且能够将丝料进行简单处理,使丝料符合加工流程;

丝料:用于提供粘接材料,丝料的材质能够根据加工物品的需求进行改变;

工件:用于加工的物品,与丝料融合形成新的产品;

真空系统;用于保证电子枪内的真空度,用于将工作室内的蒸汽抽出。

实施例1

作为本发明的优选实施例:电子枪的顶端开设有灯丝,所述灯丝的底端连接有阴极,所述阴极的正下方设置有阳极,所述阴极的一侧与真空系统集接通,所述阳极的正下方设置有电磁透镜,所述电磁透镜的正下方设置有偏转线圈,所述偏转线圈的底端连接有电子枪枪口;

灯丝通电加热后,表面产生大量的热电子,在阳极和阴极之间的高压电场作用下,热电子加速向阳极方向高速移动,并进入到电池透镜中,电磁透镜产生的轴向磁场与电子束中心线平行,径向磁场则与中心线垂直。根据左手定则,电子束在前进运动中切割径向磁场时产生圆周运动,而在圆周运动时在轴向磁场中又将产生径向运动,所以实际上每个电子的合成运动为一半径愈来愈小的空间螺旋线而聚焦交于一点,使电子聚集在一起形成同向的电子束。

实施例2

作为本发明的优选实施例:灯丝的材质由钨丝构成,所述阴极与阳极的外侧接通有高电压,所述高电压的压强为五十千伏至一百五十千伏,所述电磁透镜共设置有两组,所述偏转线圈共设置有两组,每组偏转线圈互相垂直;

通过改变阴极与阳极之间的电压从而能够改变电子的移动速度,从而改变电子束的强弱,偏转线圈能够在一定范围内改变电子束的偏转角度,从而改变加工的位置。

实施例3

作为本发明的优选实施例:送料装置的顶端开设有送丝管,所述丝料穿过储丝盒进入到送丝管中,所述送丝管的一侧安装有传送电机,传送电机贯穿送丝管并延伸至送丝管的内部连接有传送轮,所述送丝管的内部位于传送轮的正下方开设有闸刀,所述送丝管的底端开设有送丝嘴,所述送丝嘴位于工件的上方,所述送丝嘴的外侧设置有冷却管;

传送轮能够控制丝料的移动,从而控制加工时的进料量,提高加工的精准度,闸刀能够将丝料切断,在产品移出时,使丝料不会粘在产品上,提高了产品的质量。

实施例4

作为本发明的优选实施例:传送电机为变频电机,所述传送轮与丝料紧密贴合,所述闸刀的外侧连接有液压装置,所述闸刀通过液压装置推动切断丝料,所述冷却管的与外界的水泵接通,所述冷却管环绕送丝嘴设置;

冷却管能够加速送丝嘴的冷却速度,从而提高丝料的冷却速度,使丝料凝固,在切断丝料后不会滴落在产品上,提高了产品的质量。

实施例5

作为本发明的优选实施例:真空系统的内部开设有扩散泵,所述扩散泵内部设置有油箱,所述油箱的底端安装有加热器,所述油箱的顶端安装有真空抽气口,所述扩散泵的一侧设置冷凝管,所述冷却管的一侧通过管道连接有机械泵,所述机械泵的一侧开设有排气口,所述排气口的外侧安装有沉积膜;

扩散泵能够进一步的提高真空室内的真空度,降低灯丝加热时的蒸发度,且能够将产生的加工时产生的金属蒸汽吸出,防止金属蒸汽形成颗粒附着在产品外侧,提高了产品的质量。

实施例6

作为本发明的优选实施例:加热器的一端与外界的蒸汽装置接通,所述冷凝管的外侧设置有多组冷却水管,所述冷凝管的底端开设有管道,所述冷凝管通过管道与扩散泵的底端接通;

冷却管能够使油蒸汽冷凝为液体,使油能够重新返回扩散泵内,防止油液的泄露,提高了使用寿命

实施例7

作为本发明的优选实施例:沉积膜的顶端开设有薄膜,所述薄膜的底端连接有衬底,所述衬底的顶端涂抹有光刻胶,所述薄膜通过光刻胶与衬底连接,所述薄膜的外壁开设有多组凹槽;

使金属颗粒能够吸附在光刻胶上,使金属颗粒能够形成金属沉积薄膜,方便对金属蒸汽进行回收。

实施例8

作为本发明的优选实施例:电子束照射在丝料与工件外侧,所述工件的底端设置有工作平台,所述工作平台的内部设置有冷却水管。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。


技术特征:

1.一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,其特征在于:包括:

电子枪:用于产生、加速及会聚高能量密度电子束流的装置,它发射出具有一定能量、一定束流以及速度和角度的电子束;

旋转电机:用于改变电子枪的角度,从而改变电子束的照射在工件上的角度,用于调节工作状态;

储丝盒:用于储存丝料的盒子,为系统提供丝料;

送丝装置:用于主动运输丝料,使丝料能够均匀的与工件接触,且能够将丝料进行简单处理,使丝料符合加工流程;

丝料:用于提供粘接材料,丝料的材质能够根据加工物品的需求进行改变;

工件:用于加工的物品,与丝料融合形成新的产品;

真空系统;用于保证电子枪内的真空度,用于将工作室内的蒸汽抽出。

2.根据权利要求1所述的一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,其特征在于:所述电子枪的顶端开设有灯丝,所述灯丝的底端连接有阴极,所述阴极的正下方设置有阳极,所述阴极的一侧与真空系统集接通,所述阳极的正下方设置有电磁透镜,所述电磁透镜的正下方设置有偏转线圈,所述偏转线圈的底端连接有电子枪枪口。

3.根据权利要求2所述的一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,其特征在于:所述灯丝的材质由钨丝构成,所述阴极与阳极的外侧接通有高电压,所述高电压的压强为五十千伏至一百五十千伏,所述电磁透镜共设置有两组,所述偏转线圈共设置有两组,每组偏转线圈互相垂直。

4.根据权利要求1所述的一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,其特征在于:所述送料装置的顶端开设有送丝管,所述丝料穿过储丝盒进入到送丝管中,所述送丝管的一侧安装有传送电机,传送电机贯穿送丝管并延伸至送丝管的内部连接有传送轮,所述送丝管的内部位于传送轮的正下方开设有闸刀,所述送丝管的底端开设有送丝嘴,所述送丝嘴位于工件的上方,所述送丝嘴的外侧设置有冷却管。

5.根据权利要求4所述的一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,其特征在于:所述传送电机为变频电机,所述传送轮与丝料紧密贴合,所述闸刀的外侧连接有液压装置,所述闸刀通过液压装置推动切断丝料,所述冷却管的与外界的水泵接通,所述冷却管环绕送丝嘴设置。

6.根据权利要求1所述的一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,其特征在于:所述真空系统的内部开设有扩散泵,所述扩散泵内部设置有油箱,所述油箱的底端安装有加热器,所述油箱的顶端安装有真空抽气口,所述扩散泵的一侧设置冷凝管,所述冷却管的一侧通过管道连接有机械泵,所述机械泵的一侧开设有排气口,所述排气口的外侧安装有沉积膜。

7.根据权利要求6所述的一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,其特征在于:所述加热器的一端与外界的蒸汽装置接通,所述冷凝管的外侧设置有多组冷却水管,所述冷凝管的底端开设有管道,所述冷凝管通过管道与扩散泵的底端接通。

8.根据权利要求6所述的一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,其特征在于:所述沉积膜的顶端开设有薄膜,所述薄膜的底端连接有衬底,所述衬底的顶端涂抹有光刻胶,所述薄膜通过光刻胶与衬底连接,所述薄膜的外壁开设有多组凹槽。

9.根据权利要求1所述的一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,其特征在于:所述电子束照射在丝料与工件外侧,所述工件的底端设置有工作平台,所述工作平台的内部设置有冷却水管。

技术总结
本发明公开了一种多电子束中心送丝的电子束加工系统,涉及电子束加工领域包括:电子枪:用于产生、加速及会聚高能量密度电子束流的装置,它发射出具有一定能量、一定束流以及速度和角度的电子束;旋转电机:用于改变电子枪的角度,从而改变电子束的照射在工件上的角度,用于调节工作状态。本发明通过设置的扩散泵、机械泵、排气口以及沉积膜,在电子束融化工件以及丝料时,部分金属会汽化,此时首先启动机械泵将工作室内抽为真空随后通过加热器加热扩散泵内的油液,使油液产生高速的蒸汽穿过真空抽气口将真空室中的产生的金属气体抽出并从排出口将金属气体排出,有效解决了的金属蒸汽无法回收问题。

技术研发人员:张永生
受保护的技术使用者:宁夏中科农副产品辐照中心有限公司
技术研发日:2020.02.20
技术公布日:2020.06.09

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