[发明专利]零件与模具的熔积成形复合制造方法及其辅助装置

权利要求书

1.一种零件与模具的熔积成形复合制造方法，包括：

一.模型分层步骤：根据零件或模具的三维CAD模型的尺寸精度要求，对零件或 模具的三维CAD模型进行分层切片处理；

二.生成数控代码步骤：根据零件或模具的三维CAD模型分层切片数据和各层尺 寸和形状的特点进行成形路径规划，生成成形加工所需的各层数控代码；

三.熔积成形步骤：采用数控的气体保护焊束或激光束，按照各层数控代码指定 的轨迹，使用熔积成形焊枪，在基板上将金属、金属间化合物、陶瓷或复合梯度功能 材料的粉末或丝材逐层熔积成形；

其特征在于：

在与气体保护焊束或激光束作用下熔融软化的区域相接触处，安装微型轧辊或微 型挤压装置；在进行熔积成形步骤的同时，微型轧辊或微型挤压装置随着熔积区域同 步移动，对熔积区域作压缩成形与加工；

逐层同步进行熔积成形与加工，直至达到零件或模具的尺寸和表面精度的要求。

2.如权利要求1所述的熔积成形复合制造方法，其特征在于：

所述熔积成形步骤中，若成形体达不到零件或模具的尺寸和表面精度的要求，则 在成形过程中逐层或多层分段采用研磨、抛光，对成形体进行精整加工，直至达到零 件或模具的尺寸和表面精度要求。

3.如权利要求1或2所述的熔积成形复合制造方法，其特征在于：

所述熔积成形步骤中，所述熔积成形焊枪为等离子焊枪、气体保护焊枪或者激光 焊头；

所述金属为可用于气体保护焊或激光焊接的金属或合金材料；

所述金属间化合物为可用于表面熔覆的金属间化合物材料；

所述陶瓷为可用于表面熔覆的陶瓷材料；

所述复合或梯度功能材料为由上述金属、金属间化合物、陶瓷复合的材料，或复 合之后材料成分可梯度变化的材料。

4.如权利要求1所述的熔积成形复合制造方法，其特征在于：

所述微型轧辊或微型挤压装置固定于所述熔积成形焊枪头上，在逐层熔积成形过 程中，微型轧辊或微型挤压装置随熔积成形焊枪同步运动，微型轧辊的侧立辊或微型 挤压装置的夹板跟随在熔融软化区侧面，微型轧辊的水平辊或微型挤压装置的压板始终 保持与熔池后方附近的半凝固软化区域相接触，对该区域施加塑性变形。

5.如权利要求1所述的熔积成形复合制造方法，其特征在于：

所述微型轧辊或微型挤压装置固定于数控加工头上或机器人手腕上，所述数控加 工头或机器人手腕与熔积成形制造中使用的熔积成形焊枪保持同步，在逐层熔积成形 过程中，微型轧辊或微型挤压装置随熔积成形焊枪运动，微型轧辊的侧立辊或微型挤 压装置的夹板跟随在熔融软化区侧面，微型轧辊的水平辊或微型挤压装置的压板柔性跟 踪熔池后方附近的半凝固软化区域，对该区域施加塑性变形。

6.一种用于权利要求1所述熔积成形复合制造方法的微型轧辊，包括左、右侧 立辊和水平辊，其特征在于：

所述左、右侧立辊分别通过轴销与左、右旋转臂连接，左、右旋转臂分别通过轴 销与左、右垂直臂连接，左、右垂直臂固联在第一固定架上；

所述水平辊通过轴销与后旋转臂连接，后旋转臂通过轴销与后垂直臂连接，后垂 直臂固联在第二固定架上。