[发明专利]一种电弧熔丝增材制造金属点阵结构的方法及产品

权利要求书

1.一种电弧熔丝增材制造金属点阵结构的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

S1、根据待加工金属点阵结构的特征参数，建立对应的点阵结构三维模型，其中所述特征参数包括各单元杆件的直径、角度、底边长和高度；

S2、针对所建立的点阵结构三维模型，将其沿着高度方向切片为多层；根据每层切片厚度，将切片面从低到高离散化处理，得到模型中各杆件的切片截面坐标并予以排序；

S3、基于排序后的切片截面坐标，采用电弧熔丝增材制造工艺来加工上述点阵结构，并且在此过程中，依照以下方式来控制每层堆积金属的熔滴个数和尺寸，进而实现对点阵结构中各单元杆件的直径控制：

每层堆积金属的熔滴个数n由电弧熔丝增材制造工艺中电源脉冲波形的脉冲个数而确定，并且一次脉冲中仅有一个熔滴过渡，也即一脉一滴的过渡形式；同时通过调节所述电源脉冲波形的电流、电压和脉冲周期来控制单个熔滴的尺寸，并使得单个熔滴的体积v等于V/m，其中V为每层堆积金属的总体积，m为上述电源脉冲波形的脉冲个数；

同时依照以下方式来控制弧焊枪层间的提升量和偏移量，进而实现对点阵结构中各单元杆件的角度控制：δ＝arctan(h/x)，其中δ表示各单元杆件的堆积角度，h表示弧焊枪相对于各切片的提升量，它也等于每层堆积金属在单元构件上所形成的高度，x表示弧焊枪相对于各切片的偏移量，它也等于每层堆积金属相对于垂直中心线的偏移量；

S4、重复以上步骤S3分别加工各层，直至形成所需的完整金属点阵结构。

2.如权利要求1所述的一种电弧熔丝增材制造金属点阵结构的方法，其特征在于，在步骤S3中，还对电弧熔丝增材制造工艺中电源脉冲周期T的熄弧时间进行控制，并使得前一个熔滴未完全凝固时，下一熔滴已经到达，所有熔滴共同聚集形成一个大液滴由此形成每层堆积金属。

3.如权利要求1所述的一种电弧熔丝增材制造金属点阵结构的方法，其特征在于，在上述电弧熔丝增材制造过程中，设定各单元杆件的高度差不超过一层切片的厚度，由此避免已加工单元杆件与弧焊枪之间的干涉。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种电弧熔丝增材制造金属点阵结构的方法，其特征在于，在上述电弧熔丝增材制造过程中，堆积工艺参数与所选用的丝材相对应。

5.一种金属点阵结构产品，其采用如权利要求1-4任意一项所述的方法而加工获得。