本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超聲選區(qū)疊層增材制造裝置及方法，在靜壓力下將超聲振動能轉(zhuǎn)化為粉末顆粒與沉積層之間的摩擦能、形變能及有限的升溫，實現(xiàn)粉末顆粒間原子間的結(jié)合，用于高強度實體零件的直接近凈成形，尤其適用于非晶態(tài)金屬粉末材料的增材制造。

背景技術(shù)：

基于粉末材料直接近凈成形的增材制造技術(shù)，因其成形材料廣泛、成形零件力學性能優(yōu)異等優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于軍工、航空航天、汽車、生物醫(yī)療、教育與文化以及服裝等領(lǐng)域，基于粉末材料直接近凈成形的增材制造技術(shù)主要有粉末床燒結(jié)式增材制造技術(shù)(SLS/SLM/EBM)和粘結(jié)劑噴射式增材制造技術(shù)(3DP)。

粉末床燒結(jié)式增材制造技術(shù)，首先在工作臺上用輥筒鋪一層粉末材料，然后計算機根據(jù)模形的切片輪廓線數(shù)據(jù)控制高能束的二維掃描軌跡，有選擇地燒結(jié)固體粉末材料以形成工件的一個層面，在非掃描區(qū)的粉末仍呈松散狀，作為工件和下一層粉末的支撐，一層成形完成后，工作臺下降一個截面層的高度，再進行下一層的鋪料和燒結(jié)，如此循環(huán)，最終形成三維工件。但其成形時材料容易被氧化，需要比較復(fù)雜的輔助工藝，成形室真空度要求高，激光器和粉末材料的價格較高，設(shè)備運轉(zhuǎn)及維護成本較高，成形過程中容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，樣件翹曲變形，由于高能束能量較高，難以直接成形非晶態(tài)金屬材料。

粘結(jié)劑噴射式增材制造技術(shù)，首先鋪粉機構(gòu)在加工平臺上精確地鋪上一薄層粉末材料，然后噴墨打印頭根據(jù)這一層的截面形狀在粉末上噴出一層特殊的膠水，噴到膠水的薄層粉末發(fā)生固化，然后再鋪一層粉末，打印頭按下一截面的形狀噴膠水，如此層層疊加，直到把整個零件的所有層打印完畢。但其成形零件強度低，需對零件進行脫脂、無壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)和溶滲等調(diào)高其強韌性后處理，難以實現(xiàn)大體積致密零件的增材制造，成形后零件的表面精度和尺寸精度較差。

綜上所述，現(xiàn)有的基于粉末材料直接近凈成形的增材制造裝置，粉末床燒結(jié)式增材制造裝置成形時材料容易被氧化，需要比較復(fù)雜的輔助工藝，成形室真空度要求高，大功率激光器和粉末材料的價格較高，設(shè)備運轉(zhuǎn)及維護成本較高，成形過程中容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，樣件翹曲變形，由于高能束能量較高，難以直接成形非晶態(tài)金屬材料；粘結(jié)劑噴射式增材制造裝置成形零件強度低，需對零件進行脫脂、無壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)和溶滲等調(diào)高其強韌性后處理，難以實現(xiàn)大體積致密零件的增材制造，成形后零件的表面精度和尺寸精度較差。本發(fā)明正是針對目前粉末材料直接近凈成形的增材制造裝置的現(xiàn)狀，研制了不需要向成形裝置引入高溫熱源，在靜壓力下將振動能量轉(zhuǎn)化為金屬粉末間的摩擦能、形變能及有限的升溫，成形樣件沒有殘余應(yīng)力，幾乎沒有熱變形，可實現(xiàn)粉末顆粒間原子間的結(jié)合，直接近凈成形高強度三維實體樣件，成形材料廣泛，成形過程中無需保護氣體，成形精度高，成形后無需復(fù)雜后處理工藝，設(shè)備運營維護成本低的超聲選區(qū)疊層增材制造裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種超聲選區(qū)疊層增材制造裝置及方法，以解決現(xiàn)有基于粉末材料直接近凈成形的增材制造裝置形時材料容易被氧化，需要比較復(fù)雜的輔助工藝，成形室真空度要求高，激光器和高標準粉末材料的價格較高，設(shè)備運轉(zhuǎn)及維護成本較高，成形過程中容易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，樣件翹曲變形，成形后零件的尺寸精度較差，難以直接成形非晶態(tài)金屬材料的問題。在靜壓力下將振動能量轉(zhuǎn)化為金屬粉末間的摩擦能、形變能及有限的升溫，成形樣件沒有殘余應(yīng)力，幾乎沒有熱變形，可實現(xiàn)粉末顆粒間原子間的結(jié)合，直接近凈成形高強度三維實體樣件，成形材料種類廣泛，尤其適用于成形現(xiàn)有增材制造技術(shù)難以直接成形的非晶態(tài)金屬材料。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，超聲選區(qū)疊層增材制造裝置：

包括機架、成形室系統(tǒng)、鋪粉系統(tǒng)、移動超聲焊接系統(tǒng)、激光掃描切割系統(tǒng)和紙模運動系統(tǒng)，所述的成形室系統(tǒng)和紙模運動系統(tǒng)位于機架內(nèi)并位于其底板的上方，所述的鋪粉系統(tǒng)位于成形室系統(tǒng)的上方并固定在中間支撐板上，所述的移動超聲焊接系統(tǒng)和激光掃描切割系統(tǒng)固定于機架的頂部支撐板上。

所述的機架由框架、底板、中間支撐板、頂部支撐板和廢紙收納盒組成，底板固定于框架的底部，中間支撐板通過螺栓連接固定于框架中間的兩個橫梁上，頂部支撐板通過螺栓連接固定于框架頂部橫梁上，廢紙收納盒通過螺栓連接固定于底板上。

所述的成形室系統(tǒng)由供粉缸升降機構(gòu)、供粉缸、成形室、粉末回收缸、粉末回收缸升降機構(gòu)和成形室升降機構(gòu)組成，所述的供粉缸、成形室和粉末回收缸固定于機架的中間支撐板上，供粉缸升降機構(gòu)、粉末回收缸升降機構(gòu)和成形室升降機構(gòu)均固定于機架的底板上，所述的供粉缸升降機構(gòu)和粉末回收缸升降機構(gòu)結(jié)構(gòu)完全相同。

所述的供粉缸升降機構(gòu)由直線軸承一、外殼一、導桿一、面板一、滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)一、彈性聯(lián)軸器一、步進電機一和支架一組成，所述的直線軸承一和外殼一固定于機架的底板上，所述的導桿一在直線軸承一中滑動，對面板一進行導向使面板一運行平穩(wěn)，所述的步進電機一通過彈性聯(lián)軸器一與滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)一中蝸桿機構(gòu)進行連接，通過步進電機一轉(zhuǎn)動帶動滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)一中的蝸桿轉(zhuǎn)動，進而帶動滾珠絲杠中的螺母轉(zhuǎn)動從而使絲杠沿豎直方向移動，所述的面板一固定在導桿和滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)一的絲杠上，所述的步進電機一固定在支架上，所述的支架固定于機架的底板上。

所述的成形室升降機構(gòu)由直線軸承二、外殼二、導桿二、面板二、滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)二、彈性聯(lián)軸器二、步進電機二和支架二組成，所述的直線軸承二和外殼二固定于機架的底板上，所述的導軌二在直線軸承二中滑動，對面板二進行導向使面板運行平穩(wěn)，所述的進電機二通過彈性聯(lián)軸器二與滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)二中蝸桿機構(gòu)進行連接，通過步進電機轉(zhuǎn)動帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，進而帶動滾珠絲杠中的螺母轉(zhuǎn)動從而使絲杠沿豎直方向移動，所述的面板二固定在導軌二和滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)二的絲杠上，所述的步進電機二固定在支架二上，所述的支架二固定于機架的底板上。

所述的鋪粉系統(tǒng)由電機底座、步進電機三、彈性聯(lián)軸器三、滾珠絲杠支撐、光杠一支撐、鋪粉輥、光杠一、滾珠絲杠、光杠二和光杠二支撐組成，所述的電機底座、滾珠絲杠支撐、光杠一支撐和光杠二支撐均固定在機架的中間支撐板上，所述的光杠一和光杠二分別固定在光杠一支撐和光杠二支撐上，所述的步進電機三通過彈性聯(lián)軸器三與滾珠絲杠相連接，帶動鋪粉輥在光杠上移動，所述的滾珠絲杠通過軸承固定在滾珠絲杠支撐上，滾珠絲杠中的螺母與鋪粉輥固定連接，所述的光杠一和光杠二中的直線軸承與鋪粉輥固定連接；

所述的鋪粉滾由步進電機四、步進電機底座、彈性聯(lián)軸器四、外殼三和粉輥組成，所述的步進電機四通過步進電機底座與外殼三固定連接，所述的步進電機四通過彈性聯(lián)軸器四與粉輥相連，帶動粉輥轉(zhuǎn)動。

所述的移動超聲焊接系統(tǒng)由彈簧、光杠機構(gòu)一、滾珠絲杠機構(gòu)、氣缸、導桿三、光杠機構(gòu)二、步進電機五、支座、框架和超聲焊頭組成，所述的彈簧沿著導桿三進行壓縮，給予超聲焊頭以支持力使超聲焊頭在未工作時在豎直方向保持穩(wěn)定，所述的光杠機構(gòu)一和光杠機構(gòu)二分別通過各自的支撐固定在機架的頂部支撐板上，所述的光杠機構(gòu)一和光杠機構(gòu)二中的直線軸承固定在框架上，所述的滾珠絲杠機構(gòu)的支撐固定在機架的頂部支撐板上，其中絲杠通過軸承固定在其支撐上，滾珠絲杠機構(gòu)的螺母固定在框架上，氣壓缸固定在框架上，超聲焊頭與氣壓缸連接，所述的步進電機固定在支座上，通過彈性聯(lián)軸器與滾珠絲杠機構(gòu)中的絲杠連接，所述的步進電機五帶動絲杠轉(zhuǎn)動從而使框架沿著兩個光杠移動。

所述的超聲焊頭由焊頭、變幅桿、法蘭盤一、法蘭盤二、換能器、箱體、端蓋、耳座和水平調(diào)節(jié)鈕組成，所述的焊頭、變幅桿和換能器之間通過螺栓連接，所述的法蘭盤一和法蘭盤二用于固定變幅桿并通過螺紋連接固定在箱體上，所述的端蓋固定在箱體上，所述耳座固定在箱體上使超聲焊頭能沿著導桿三在豎直方向移動，所述水平調(diào)節(jié)鈕用于調(diào)節(jié)焊頭使其與加工面的平行。

所述的激光掃描切割系統(tǒng)由掃描頭、光學元件和小功率CO₂激光器連接組成，用于掃描切割紙材。

所述的紙模運動系統(tǒng)由供料軸支撐、步進電機六、步進電機支撐一、供料軸、供料側(cè)圓柱、圓柱支撐、紙材、收料側(cè)圓柱支撐、收料側(cè)圓柱、收料軸、收料軸支撐、步進電機七和步進電機支撐二組成，所述的供料軸支撐、步進電機支撐一、圓柱支撐、收料側(cè)圓柱支撐、收料軸支撐和步進電機支撐二均固定在機架的底板上，所述的步進電機六和步進電機七分別固定在步進電機支撐一和步進電機支撐二上，分別通過彈性聯(lián)軸器與供料軸和收料軸連接，帶動兩者轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)紙材的移動，所述的供料軸和收料軸分別通過軸承固定在供料軸支撐和收料軸支撐，所述的供料側(cè)圓柱和收料側(cè)圓柱用于保證紙材在水平方向的平整。

一種超聲選區(qū)疊層增材制造方法，包括如下步驟：

(1)采用所述的超聲選區(qū)疊層增材制造裝置，在成形過程中，計算機根據(jù)成形層截面輪廓信息，控制激光掃描切割系統(tǒng)掃描切割去除相應(yīng)截面輪廓實體部分的紙材，切割后紙模運動系統(tǒng)轉(zhuǎn)動，切割好的紙模轉(zhuǎn)至成形室上方；

(2)供粉缸升降機構(gòu)上升準備出一個成形層厚的粉末材料，鋪粉輥滾壓粉末材料填充紙模并壓實，多余的粉末材料滾入粉末回收缸；

(3)移動超聲焊接系統(tǒng)根據(jù)紙模填充材料的位置進行選區(qū)焊接，成形完一層后，超聲焊接系統(tǒng)上升，回至原位；

(4)激光掃描切割系統(tǒng)沿成形室內(nèi)輪廓切下紙模，成形室下降一個成形層厚的高度，成形室內(nèi)的紙材繼續(xù)作為支撐結(jié)構(gòu)；

(5)紙模運動系統(tǒng)轉(zhuǎn)走剩余的紙材并為新一層截面輪廓的成形準備好紙材，如此層層疊加，直至最后成形完三維實體零件。

所述的超聲選區(qū)疊層增材制造裝置，可超聲選區(qū)成形金屬、塑料和陶瓷粉末材料，尤其適用于非晶態(tài)金屬粉末材料的增材制造，成形粉材料末粒徑為1-500μm，成形層厚為1-500μm。

本發(fā)明的有益效果為：無需要向成形裝置引入大功率激光器、電子束等高能發(fā)射裝置，在靜壓力下將振動能量轉(zhuǎn)化為金屬粉末間的摩擦能、形變能及有限的升溫，成形樣件殘余應(yīng)力和熱變形非常小，可實現(xiàn)粉末顆粒間原子間的結(jié)合，直接近凈成形高強度三維實體樣件；成形材料廣泛，可成形金屬、塑料、陶瓷等材料，尤其適用于非晶態(tài)金屬粉末材料的增材制造；成形過程中無需保護氣體，成形樣件無氧化、無污染、無損傷，形后無需復(fù)雜后處理工藝，成形精度高，設(shè)備運營維護成本低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的機架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的成形室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的供粉缸升降機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的成形室升降機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的鋪粉系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明的鋪粉輥結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明的移動超聲焊接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明的超聲焊頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明的激光掃描切割系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明的紙模運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

超聲選區(qū)疊層增材制造裝置，如圖1所示，包括機架1、成形室系統(tǒng)2、鋪粉系統(tǒng)3、移動超聲焊接系統(tǒng)4、激光掃描切割系統(tǒng)5和紙模運動系統(tǒng)6，所述的成形室系統(tǒng)2和紙模運動系統(tǒng)6位于機架1內(nèi)并固定在其底板102上，所述的鋪粉系統(tǒng)3位于成形室系統(tǒng)2的上方并固定在中間支撐板103上，所述的移動超聲焊接系統(tǒng)4和激光掃描切割系統(tǒng)5固定于機架1的頂部支撐板104上，所述的超聲選區(qū)疊層增材制造裝置，在靜壓力下將振動能量轉(zhuǎn)化為金屬粉末間的摩擦能、形變能及有限的升溫，成形樣件沒有殘余應(yīng)力，幾乎沒有熱變形，可實現(xiàn)粉末顆粒間原子間的結(jié)合，直接近凈成形高強度三維實體樣件，成形材料種類廣泛，尤其適用于成形現(xiàn)有增材制造技術(shù)難以直接成形的非晶態(tài)金屬材料。

所述的機架1由框架101、底板102、中間支撐板103、頂部支撐板104和廢紙收納盒105組成，如圖2所示，底板102固定于框架101的底部，中間支撐板103通過螺栓連接固定于框架101中間的兩個橫梁上，頂部支撐板104通過螺栓連接固定于框架101頂部橫梁上，廢紙收納盒105通過螺栓連接固定于底板102上。

所述的成形室系統(tǒng)2由供粉缸升降機構(gòu)201、供粉缸202、成形室203、粉末回收缸204、粉末回收缸升降機構(gòu)205和成形室升降機構(gòu)206組成，如圖3所示，所述的供粉缸202、成形室203和粉末回收缸204固定于機架1的中間支撐板103上，供粉缸升降機構(gòu)201、粉末回收缸升降機構(gòu)205和成形室升降機構(gòu)206均固定于機架1的底板102上，所述的供粉缸升降機構(gòu)201和粉末回收缸升降機構(gòu)203結(jié)構(gòu)完全相同。

所述的成形室升降機構(gòu)206與供粉缸升降機構(gòu)201的運動原理相同，成形室升降機構(gòu)206比供粉缸升降機構(gòu)201多兩個導桿，具體如下：

所述的供粉缸升降機構(gòu)201由直線軸承一20101、外殼一20102、導桿一20103、面板一20104、滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)一20105、彈性聯(lián)軸器一20106、步進電機一20107和支架一20108組成，如圖4所示，所述的直線軸承一20101和外殼一20102固定于機架1的底板102上，所述的導桿一20103在直線軸承一20101中滑動，對面板一20104進行導向使面板運行平穩(wěn)，所述的步進電機一20107通過彈性聯(lián)軸器一20106與滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)一20105中蝸桿機構(gòu)進行連接，通過步進電機一20107轉(zhuǎn)動帶動滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)一20105中的蝸桿轉(zhuǎn)動，進而帶動滾珠絲杠中的螺母轉(zhuǎn)動從而使絲杠沿豎直方向移動，所述的面板一20104固定在導桿一20103和滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)一20105的絲杠上，所述的步進電機一20107固定在支架一20108上，所述的支架一20108固定于機架1的底板102上；

所述的成形室升降機構(gòu)206由直線軸承二20601、外殼二20602、導桿二20603、面板二20604、滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)二20605、彈性聯(lián)軸器二20606、步進電機二20607和支架二20608組成，如圖5所示，所述的直線軸承二20601和外殼二20602固定于機架1的底板102上，所述的導軌二20603在直線軸承二20602中滑動，對面板二20604進行導向使面板運行平穩(wěn)，所述的進電機二20607通過彈性聯(lián)軸器二20606與滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)二20605中蝸桿機構(gòu)進行連接，通過步進電機轉(zhuǎn)動帶動蝸桿轉(zhuǎn)動，進而帶動滾珠絲杠中的螺母轉(zhuǎn)動從而使絲杠沿豎直方向移動，所述的面板二20604固定在導軌二20603和滾珠絲杠及蝸輪蝸桿機構(gòu)二20605的絲杠上，所述的步進電機二20607固定在支架二20608上，所述的支架二20608固定于機架1的底板102上。

所述的鋪粉系統(tǒng)3由電機底座301、步進電機三302、彈性聯(lián)軸器三303、滾珠絲杠支撐304、光杠一支撐305、鋪粉輥306、光杠一307、滾珠絲杠308、光杠二309和光杠二支撐310組成，如圖6所示，所述的電機底座301、滾珠絲杠支撐304、光杠一支撐305和光杠二支撐310均固定在機架1的中間支撐板103上，所述的光杠一307和光杠二309分別固定在光杠一支撐305和光杠二支撐310上，所述的步進電機三302通過彈性聯(lián)軸器三303與滾珠絲杠308相連接，帶動鋪粉輥306在光杠上移動，所述的滾珠絲杠308通過軸承固定在滾珠絲杠支撐304上，滾珠絲杠308中的螺母與鋪粉輥306固定連接，所述的光杠一307和光杠二309中的直線軸承與鋪粉輥306固定連接。

所述的鋪粉滾306由步進電機四30601、步進電機底座30602、彈性聯(lián)軸器四30603、外殼三30604和粉輥30605組成，如圖7所示，所述的步進電機四30601通過步進電機底座30602與外殼三30604固定連接，所述的步進電機四30601通過彈性聯(lián)軸器四30603與粉輥30605相連，帶動粉輥30605轉(zhuǎn)動。

所述的移動超聲焊接系統(tǒng)4由彈簧401、光杠機構(gòu)一402、滾珠絲杠機構(gòu)403、氣缸404、導桿三405、光杠機構(gòu)二406、步進電機五407、支座408、框架409和超聲焊頭410組成，如圖8所示，所述的彈簧401沿著導桿三405進行壓縮，給予超聲焊頭410以支持力使超聲焊頭410在未工作時在豎直方向保持穩(wěn)定，所述的光杠機構(gòu)一402和光杠機構(gòu)二406分別通過各自的支撐固定在機架1的頂部支撐板104上，所述的光杠機構(gòu)一402和光杠機構(gòu)二406中的直線軸承固定在框架409上，所述的滾珠絲杠機構(gòu)403的支撐固定在機架1的頂部支撐板104上，其中絲杠通過軸承固定在其支撐上，滾珠絲杠機構(gòu)403的螺母固定在框架409上，氣壓缸404固定在框架409上，超聲焊頭410與氣壓缸404連接，當焊接工件時氣壓缸404帶動超聲焊頭410向下運動給加工區(qū)域一定壓力，同時超聲換能器41005工作，帶動焊頭41001振動使粉末之間摩擦，從而實現(xiàn)粉末顆粒間的結(jié)合，所述的步進電機五407固定在支座408上，通過彈性聯(lián)軸器與滾珠絲杠機構(gòu)403中的絲杠連接，所述的步進電機407帶動絲杠轉(zhuǎn)動從而使框架409沿著兩個光杠移動。

所述的超聲焊頭410由焊頭41001、變幅桿41002、法蘭盤一41003、法蘭盤二41004、換能器41005、箱體41006、端蓋41007、耳座41008和水平調(diào)節(jié)鈕41009組成，如圖9所示，所述的焊頭41001、變幅桿41002和換能器41005之間通過螺栓連接，所述的法蘭盤一41003和法蘭盤二41004用于固定變幅桿41002并通過螺紋連接固定在箱體41006上，所述的端蓋41007固定在箱體41006上，所述耳座41008固定在箱體41006上使超聲焊頭410能沿著導桿三405在豎直方向移動，所述水平調(diào)節(jié)鈕41009用于調(diào)節(jié)焊頭41001使其與加工面的平行。

所述的激光掃描切割系統(tǒng)5由掃描頭501、光學元件502和小功率CO₂激光器503連接組成，如圖10所示，用于掃描切割紙材。

所述的紙模運動系統(tǒng)6由供料軸支撐601、步進電機六602、步進電機支撐一603、供料軸604、供料側(cè)圓柱605、圓柱支撐606、紙材607、收料側(cè)圓柱支撐608、收料側(cè)圓柱609、收料軸610、收料軸支撐611、步進電機七612和步進電機支撐二613組成，如圖11所示，所述的供料軸支撐601、步進電機支撐603、圓柱支撐606、收料側(cè)圓柱支撐608、收料軸支撐611和步進電機支撐二613均固定在機架1的底板102上，所述的步進電機六602和步進電機七612分別固定在步進電機支撐一603和步進電機支撐二613上，分別通過彈性聯(lián)軸器與供料軸604和收料軸610連接，帶動兩者轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)紙材607的移動，所述的供料軸604和收料軸610分別通過軸承固定在供料軸支撐601和收料軸支撐611，所述的供料側(cè)圓柱605和收料側(cè)圓柱609用于保證紙材607在水平方向的平整。

一種超聲選區(qū)疊層增材制造方法，包括如下步驟：

(1)采用所述的超聲選區(qū)疊層增材制造裝置，在成形過程中，計算機根據(jù)成形層截面輪廓信息，控制激光掃描切割系統(tǒng)5掃描切割去除相應(yīng)截面輪廓實體部分的紙材，切割后紙模運動系統(tǒng)6轉(zhuǎn)動，切割好的紙模轉(zhuǎn)至成形室203上方；

(2)供粉缸升降機構(gòu)201上升準備出一個成形層厚的粉末材料，鋪粉輥306滾壓粉末材料填充紙模并壓實，多余的粉末材料滾入粉末回收缸204；

(3)移動超聲焊接系統(tǒng)4根據(jù)紙模填充材料的位置進行選區(qū)焊接，成形完一層后，超聲焊接系統(tǒng)4上升，回至原位；

(4)激光掃描切割系統(tǒng)5沿成形室內(nèi)輪廓切下紙模，成形室下降一個成形層厚的高度，成形室內(nèi)的紙材繼續(xù)作為支撐結(jié)構(gòu)；

(5)紙模運動系統(tǒng)6轉(zhuǎn)走剩余的紙材并為新一層截面輪廓的成形準備好紙材，如此層層疊加，直至最后成形完三維實體零件。

所述的超聲選區(qū)疊層增材制造裝置，可超聲選區(qū)成形金屬、塑料和陶瓷粉末材料，尤其適用于非晶態(tài)金屬粉末材料的增材制造，成形粉末顆粒粒徑為1-500μm，成形層厚為1-500μm。