[发明专利]用于摩擦副表面微织构的3D打印制作方法

说明书

一种用于摩擦副表面微织构的3D打印制作方法，所述方法是使用数控磨床对待加工元件摩擦副表面进行处理，由计算机三维CAD软件绘制所需摩擦副表面微织构的三维模型，对三维模型由小三角形进行近似处理，获得近似模型；将近似模型沿高度方向分成一系列厚度的薄片，提取并处理轮廓信息，生成数控程序；然后将数控程序导入机器手控制装置，夹持装置将待加工元件固定于工作台，在待加工元件表面铺上一定厚度的金属粉末，由机械手控制装置带动激光装置按照预定轨迹对待加工元件进行激光烧结处理，形成所需摩擦副表面微织构，有效地提高了摩擦面的耐磨擦和抗摩擦性能。

技术领域

本发明涉及一种摩擦面减摩抗磨的制作方法，具体地是一种用于摩擦副表面微织构的3D打印制作方法。

背景技术

液压传动技术在工业领域中应用极为广泛， 叶片泵和叶片马达也是应用频繁的液压元器件，其中叶片与转子的摩擦副，还有柱塞泵的配流盘和缸体的摩擦副均是液压元器件的关键摩擦副，最容易磨损和失效部件，它的好坏直接影响液压泵和液压马达噪声、流量和容积效率。在重载情况下，滚柱轴承内外圈与滚柱所形成的摩擦副也是容易磨损破坏的摩擦副，它的好坏也直接影响轴承的使用寿命和承载能力。降低摩擦常采用的方法是加工零件时选用精密的加工制造设备和工艺，然后对零件进行合适的热处理，提高其接触表面的精度和硬度，来达到减摩抗磨的目的。分析现有技术，以提高接触表面的精度来减小摩擦和降低磨损的方式会受到生产条件和加工精度的限制，而加工精度越高，生产成本就会越高，而且减摩效果不明显。

发明内容

针对上述减摩抗磨方法存在的不足，本发明提供一种用于摩擦副表面微织构的3D打印制作方法，进一步提高摩擦面的耐摩擦和抗磨损性能。

为了使所述摩擦副表面具有所需的表面形貌结构，本发明所采取的具体措施如下。

一种用于摩擦副表面微织构的3D打印制作方法，其特征在于：所述制作方法是按下列步骤进行的：

（1）利用数控磨床对待加工元件的摩擦副表面进行处理，清洗待加工元件表面的氧化物及锈迹，使待加工元件表面光滑明亮；

（2）将待加工元件表面所需的微织构用计算机三维CAD软件进行等比例绘制，以得到微织构的三维模型，用一系列小三角形平面来逼近模型上的不规则曲面，从而得到微织构的近似模型，形成STL文件；

（3）将微织构的近似模型沿高度方向分成一系列厚度为0.02mm的薄片，提取层片的二维轮廓信息，并根据层片信息，生成层片加工数控代码，即加工程序文件，用以控制机械手控制装置的加工运动；

（4）夹持装置将待加工元件固定于工作台，在待加工元件表面上均匀铺上厚度为0.02mm的金属粉末，再用平整辊将金属粉末滚平、压实，并进行预热，温度设置为80~100℃；

（5）由机械手控制装置带动激光装置，使激光束在刚铺的金属粉末层上以1200mm/s的速度按照微织构的分层轮廓有选择地进行烧结，得到微织构的截面，一层完成后，再铺上新的一层金属粉末，有选择地再进行下一层烧结，并与下面已成型的部分连接，如此反复直到整个待加工元件表面微织构加工完毕；

（6）全部烧结完成后，去掉多余的金属粉末，将加工好的元件在W10镜像砂纸上打磨，消除加工熔渣；最后将元件在温度设置为50~60℃的超声波清洗机中清洗20min，去除打磨残留杂质。

还有所述特征在于：所述摩擦副表面布满微织构，所述微织构是用于改善摩擦副表面的润滑性能，提高摩擦副表面的抗磨损能力和承载能力；所述摩擦副表面可以是柱塞泵的配流盘、叶片泵或马达的叶片、滚柱（珠）轴承内外圈和滚柱（珠）接触的表面。