[发明专利]一种激光分步增材制造方法

说明书

本发明公开了一种激光分步增材制造方法，属于激光制造技术领域，包括下述步骤：(1)结构分解；(2)三维建模；(3)激光增材制备子结构I；(4)去应力退火；(5)机械加工；(6)设计夹具工装；(7)子结构II的激光增材制造；(8)去应力退火；(9)对子结构II进行机械加工；(10)设计夹具工装；(11)重复步骤(7)～(10)。本发明采用分步激光增材制造的方式，解决了复杂金属构件整体锻造时部分区域无法进行机械加工的问题；无需采用机械连接，减少了零件数量，降低了结构重量，增加了可靠性；制备过程无需模具，柔性化程度高，缩短了研制周期，加工速度快；所制备的零件内部致密无缺陷，显微组织细小均匀，具有较高的力学性能。

技术领域

本发明涉及一种分步制备方法，特别涉及一种基于金属粉末熔化沉积成形的、适用于复杂金属构件的激光分步增材制造方法，属于金属构件制造技术领域。

背景技术

随着科技进步，越来越要求金属结构件具有轻质高强的性能。目前的复杂金属零部件制备方法均存在一定的问题。

整体锻造技术中，由于对机床进刀的限制，无法机械加工零部件部分区域；且制备大尺寸零件时，对锻压机的要求较高，加工过程对材料的浪费严重。

整体精密铸造所制备的零件缺陷较多，性能达不到设计要求。“分段锻造+机械连接”的技术方案，也有问题，会增加零件数量，增加结构重量，破坏了结构整体性，且受力部位集中在连接件，可靠性大大降低。

因此，提供一种无需采用机械连接、减少零件数量、降低结构重量、增加可靠性、无需模具、柔性化程度高、研制周期短、加工速度快的适合复杂金属零件的制备方法就成为该技术领域急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需采用机械连接、减少零件数量、降低结构重量、增加可靠性、无需模具、柔性化程度高、研制周期短、加工速度快的适合复杂金属零件的制备方法

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种激光分步增材制造方法，包括下述步骤：

(1)对所制备的金属部件进行结构分解，得到若干子结构I、II…，及各子结构分步制备顺序；

(2)将分解得到的每一个子结构分别进行三维建模，分层剖分，得到每层的扫描路径；

(3)激光增材制备子结构I；

(4)对激光成形的子结构I进行去应力退火；

(5)对子结构I进行机械加工，使其外形尺寸和表面质量达到设计要求；

(6)设计夹具工装，防止子结构I在后续增材制造及热处理过程中发生变形；

(7)在子结构I为基体，进行子结构II的激光增材制造；

(8)对激光成形的复合结构I+II进行去应力退火；

(9)对子结构II进行机械加工，使其外形尺寸和表面质量达到设计要求；

(10)设计夹具工装，防止子结构I、II在后续增材制造及热处理过程中发生变形；

(11)重复上述步骤(7)～(10)，直至完成整体结构的成形。

优选地，所述步骤(11)之后，增加如下步骤：

(12)对整体结构进行探伤，检测零件是否有缺陷，包括裂纹、气孔等；检测整体结构的外形尺寸和表面质量是否达到设计要求。

优选地，所述步骤(1)中所述结构分解的原则是：每一个子结构激光增材制造完成后，有足够的加工中心进刀空间进行机械加工；