[发明专利]基于3D打印技术制备金属基复合材料坯料的方法

权利要求书

1.基于3D打印技术制备金属基复合材料坯料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)选择基体材料：选取一定规格的金属粉末材料；

(2)选择增强材料：选取一定规格的增强体材料；

(3)利用物理或者化学方法将工作平台粗糙化处理；

(4)在粗糙化处理的工作平台上预铺一层如步骤(1)所述的金属粉末材料；

(5)利用辐射的方式将步骤(4)的材料加热处理，工作平台下移；

(6)重复步骤(4)和步骤(5)，使工作台上形成一定厚度的底层固结金属层；

(7)在步骤(6)形成的底层固结金属层上均匀铺设一层金属粉末材料；

(8)在步骤(7)基础上按照特定的路径铺置增强体材料层，利用辐射的方式进行加热处理，所述特定的路径为通过模拟软件模拟分析得到的拓扑网络结构进行切片后形成的交错的网格路径；

(9)在步骤(8)的基础上，即整个层面上或避开特殊路径的区域，铺设步骤(1)中的金属粉末材料，利用辐射的方式进行加热处理，工作平台下移；

(10)重复步骤(8)和(9)操作至完成坯料制作；

(11)在步骤(10)的基础上铺设一层如步骤(1)所述的金属粉末材料，利用辐射的方式进行加热处理，工作平台下移；

(12)重复步骤(11)的操作形成一定厚度的顶层固结金属层直至完成部件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述金属粉末材料为镁、铝、锌粉末中的一种或者多种或其合金粉末中的一种；所述金属粉末材料的平均粒径在1～150μm之间；步骤(2)中所述的增强体材料为SiC纳米颗粒、AlN纳米颗粒、B₄C纳米颗粒、Mg₂Si纳米颗粒、Al₂O₃纳米颗粒、石墨烯、碳纳米管、碳纤维中的一种；所述SiC纳米颗粒、AlN纳米颗粒、B₄C纳米颗粒、Mg₂Si纳米颗粒或Al₂O₃纳米颗粒的平均粒径在1-200nm之间，所述石墨烯尺寸：厚度为1～50nm，长度1～30um；所述碳纳米管尺寸：直径10～60nm，长度1～30um；碳纤维尺寸为：直径为10～80nm，长度1～30μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)～(10)在真空环境或者惰性气体保护条件下完成。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的物理或者化学方法为：机械打磨或电化学腐蚀。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(7)进行辐射加热处理。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述的辐射方式为激光射线或辐射加热。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中所述底层固结金属层的厚度为2cm～10cm；步骤(12)中所述顶层固结金属层的厚度为0.5cm～5cm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)、(7)、(9)或(11)中的铺设的金属粉末材料层厚为0.01～1mm；所述步骤(8)中铺设特定路径增强体材料层的厚度为0.1～1mm。