[发明专利]一种增材制造方法

说明书

本发明提供一种增材制造方法，包括以下步骤：采用一种可拆卸、表面设有孔槽的基板，在所述基板上铺好一层熔体流动性优异的高分子聚合物粉末材料；通惰性气体，将设备腔体内氧气含量降至0.5％以下，加热高分子聚合物粉末材料至完全熔化为熔体，待熔体在基板的表面自然流平后停止加热，熔体冷却凝固成固体后，形成一层基板调平层，以完成对基板的校准、调平；载入stl文件，烧结完成后取走工件，去除所述基板调平层。本发明通过采用熔体流动性优异的材料在表面有孔槽的基板上生成一层流平层，无需复杂的基板校准、调平工艺，同时基板上的孔槽增强了基板与流平层的附着力。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，具体涉及一种增材制造方法。

背景技术

快速成型的特殊性，在烧结时会产生较大的应力，易引起变形、翘曲，需要将工件烧结在基板上；所以在每次成型建造前，需要将建造平台进行调平，以保证所铺的第一层金属粉末的均匀性及厚度，使得金属粉末能够在扫描烧结后完全熔透第一层金属粉末至建造平台上，如果不能保证第一层金属粉末的均匀性，导致部分粉末不能完全融透在基板上，从而不能对成型工件起到很好的支撑和固定作用，从而影响工件的后续烧结。

现有的快速成型技术中，基板的调平一种方式是通过人工方式进行调节，即采用千分尺测量基板上多个点到铺粉板的距离，以实现对基板的调节，现有技术中基板的调平过程较为复杂繁琐，且调平精度不高，使得设备的加工烧结效率降低；基板的调平方式另一种方式是通过传感单元、信号处理模块和升降调节机构等合力完成基板的调平，虽然在一定程度上解放了人力，提高了调节精度，但是设备的结构变得更加复杂，成本提高。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种增材制造方法，通过采用熔体流动性优异的材料在表面有孔槽的基板上生成一层流平层，固化后形成一层由高分子聚合物粉末材料组成的基板调平层，无需基板校准、调平工艺，同时基板上的孔槽增强了基板与流平层的附着力。

一种增材制造方法，包括如下步骤：

(1)采用一种可拆卸、表面设有孔槽的基板，在所述基板上铺好一层熔体流动性优异的高分子聚合物粉末材料；

(2)通惰性气体，将设备腔体内氧气含量降至0.5％以下，加热高分子聚合物粉末材料至完全熔化为熔体，待熔体在基板的表面自然流平后停止加热，熔体冷却凝固成固体后，形成一层基板调平层，以完成对基板的校准、调平；

(3)载入stl文件，烧结完成后取走工件，去除所述基板调平层。

进一步地，步骤3中载入stl文件后，生成支撑结构，用以连接基板与待烧结工件，实现在较低温度下对高熔点的聚合物粉末材料烧结。在增材制造领域，对于加支撑结构能实现低温烧结高熔点聚合物粉末材料，进行如下说明：激光熔化粉末材料后，材料熔化成熔体，然后降温冷却至腔体温度，材料在冷却过程中产生收缩，同时伴随着较强的收缩应力，腔体温度越低，收缩越大，应力越大，需要通过支撑抵消收缩应力，实现高熔点粉末材料的低温烧结。常规方法抵消收缩应力是提高烧结环境温度，烧结温度设置为材料熔点与结晶温度之间，一般低于材料熔点10-30℃，否则工件在烧结时出现严重翘起，不能正常烧结；加支撑结构后可以用支撑结构“拉住”工件，抵消应力，避免翘起发生，并且加入支撑结构的前提是基板必须进行调平，在烧结完工件后，支撑结构与基板调平层很容易分离，一般采用线切割的方式进行分离，方便去支撑结构其实指的是支撑结构与工件和基板调平层的分离。