[发明专利]多金属液态喷射沉积增材制造方法

说明书

技术领域

本发明属于增材制造领域，涉及多金属喷射沉积成形，具体提供了一种多喷头喷射沉积成形方法。

背景技术

金属喷射成形技术是一种快速凝固成形材料制备技术，该方法是把液态金属的雾化(快速凝固)以及雾化熔滴的沉积(熔滴动态致密固化)自然地结合起来，用最少的工序，直接从液态金属制取高性能材料或近成形零件。金属喷射沉积技术既克服了传统铸造过程中存在的砂眼、粘砂、气孔、缩孔等缺点，又摈弃了粉末冶金工序繁多，氧化严重等不足。同时又兼有粉末冶金技术的优点，是一种极具竞争力的快速凝固工艺。由于快速凝固的组织优势，各种喷射沉积材料的组织性能，如耐蚀、耐磨、磁性、强度、韧性等性能指标较常规铸锻工艺生产的材料有大幅度提高，可与粉末冶金材料的组织性能相当。

对于金属喷射成形技术工业化生产而言，需要保证足够的加工效率，满足不同的金属零件工艺性能，但是目前的金属喷射成形技术，一般都是采用同种金属或合金加工，相同的金属喷射成形喷头。而多金属喷射沉积快速成形技术是在综合利用喷射成形工艺在材料制备方面优势的基础上，采用不同金属性能的材料，通过合理的喷射成形工艺，直接喷射成形获得高致密度的多金属零件，实现多金属零件的精密、快速制造，成形零件具有足够的硬度和韧性。

发明内容

针对目前金属喷射沉积成形方法只有单一合金材料与单一喷射喷头进行金属喷射沉积增材制造方法。本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种柔性化程度高，成形零件具有高硬度和高韧性的多喷头、多金属喷射沉积增材制造方法。 

1、多金属液态喷射沉积增材制造方法包括如下步骤：

（1）建立零件的计算机三维实体模型，将建立的模型z向分层，得到当前层的扫描路径，并加入材料信息；

（2）待沉积的多种金属材料分别通过加热装置熔化成液态；

（3）根据当前层信息选择喷头沿当前层扫描路径进行金属材料液态喷射成形；

（4）一层喷射完毕后，移动一个层高；

（5）重复步骤（3）~（4），直至零件成形完成。

2、在上述喷射沉积增材制造方法中，分层包含零件结构尺寸信息和沉积材料信息。

3、在上述喷射沉积增材制造方法中，加热装置配有各种原辅材料加料系统。

4、在上述喷射沉积增材制造方法中，加热装置加热熔化一种金属材料或同时加热熔化多种金属材料。

5、在上述喷射沉积增材制造方法中，移动一个层高是工作台下降一个层厚或喷嘴上升一个层厚。

6、在上述喷射沉积增材制造方法中，在同一层上是多个金属沉积喷头同时沉积，或是所述多个喷头中的单个喷头单独沉积。

7、在上述喷射沉积增材制造方法中，在同一层上是不同材料同时沉积或是不同材料单独沉积。

8、在上述喷射沉积增材制造方法中，沉积过程在真空环境下或在保护气体环境下进行。

9、在上述喷射沉积增材制造方法中，金属材料在加热熔化过程是在大气环境下或真空环境下或保护气体环境下。

10、在上述喷射沉积增材制造方法中，在轮廓和内部填充可以分别采用不同的喷头、不同的喷射速率和不同的扫描速度。

11、在上述喷射沉积增材制造方法中，在整体的工作台，或在一个带有多杆任意排布、受控升降组成型腔的柔性工作台上沉积成形。

综上所述：本发明的多金属喷射沉积成形方法所产生的效果是使用的多金属喷射成形是集成度很高的柔性制造过程，可紧密结合过程设计、产品成形，具有非常高的喷射沉积效率，能够满足快速制造与高性能要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的多金属液态喷射沉积增材制造方法的工艺流程图。

图2 为采用为本发明方法制造的多金属零件剖视图。

图3 为采用为本发明方法制造的多金属零件俯视图。

具体实施方式

为了清楚地表达出本发明的多金属液态喷射沉积增材制造方法步骤特点，以下列举一个由A、B、C三种金属材料复合成形的多金属零件的喷射沉积增材制造实施例。

利用计算机建立成形零件的三维CAD实体模型；

将该三维实体模型在Z向分层，即将三维实体模型分成可加工单层厚度的层状模型，每个喷射层既包含选择A、B、C中的一种或多种金属材料，也包含所选用一种或多种金属材料的分布区域等信息；