[发明专利]基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法

权利要求书

1.一种基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设计出零件的三维结构，根据零件三维结构和内部材料分布的要求，对零件进行分层切片，得到各层切片的厚度及截面形状，接着对每一层切片进行点离散处理，并记录切片内每一点的材料组分信息；

(2)确定铺粉工艺参数，以及烧结或熔化工艺参数；

(3)在独立于成形室之外的供粉系统中，向不同的并列式储粉器内预存入不同的粉末原料；

(4)所述供粉系统根据供粉时序表，控制粉末阀的开度，实时配制相应组分的粉末，通过粉末传输装置送入成形室内的料仓中，所述料仓对送来的粉末进行缓冲收容并按序堆叠；

(5)当料仓内的粉末缓存量达到设定值时，成形缸活塞下降与当前待加工切片层厚度相对应的高度，料仓及其下方的铺粉嘴在导轨的带动下，沿相应的铺粉路径对成形缸顶面进行逐点扫描，将料仓内堆叠的粉末按序铺入成形缸内，当铺粉嘴完成当前铺粉路径的扫描时，当前待加工切片层的粉末材料铺设完毕；

(6)光源在振镜系统的驱动下，依照与当前切片层相对应的烧结或熔化参数，沿相应的扫描路径对成形缸顶面的粉末进行扫描，被扫描区域的粉末烧结或熔化凝固，至此完成一层切片的加工；

(7)计算机读取与下一层切片相对应的层厚、铺粉工艺参数、烧结或熔化工艺参数信息，重复步骤(3)至(6)，直到完成所有切片的加工后，通过逐层堆叠，获得完整的三维零件。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法，其特征在于，所述的供粉系统包括至少2个的储粉器，与储粉器数量相等的粉末阀、粉末混合器、送粉器和粉末输送装置，按照供粉时序表，供粉系统实时控制各个粉末阀的开度，以实现粉末配比的实时变化和控制，粉末混合器将粉末快速混合并送入送粉器，送粉器将混合后的粉末送入粉末输送装置。

3.根据权利要求2所述的一种基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法，其特征在于，每个储粉器存储组分不同的粉末原料。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法，其特征在于，所述的料仓接收来自粉末输送装置的粉末材料，进行缓冲后按序堆叠，再供给铺粉嘴。

5.根据权利要求4所述的一种基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法，其特征在于，所述的料仓上设有泄粉口，通过抽吸的方式将料仓内的多余粉末经泄粉口排去。

6.根据权利要求1所述的一种基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法，其特征在于，所述的烧结或熔化加工在环境控制箱内进行。

7.根据权利要求1或6所述的一种基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法，其特征在于，加工时对加工环境进行惰性气体保护及对粉末进行预热。

8.根据权利要求1所述的一种基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法，其特征在于，所述的光源为激光或电子束。

9.根据权利要求1所述的一种基于三维异质铺粉的功能梯度零件增材制造方法，其特征在于，所述的铺粉工艺参数包括铺粉嘴的铺粉路径、铺粉速度以及供粉系统的供粉时序表，所述的烧结或熔化工艺参数包括光源功率、扫描间距、扫描速度和扫描路径。