[发明专利]一种金属增材制造方法

说明书

本发明提供了一种金属增材制造方法，包括：对预增材制造的成型件进行三维建模并对建立好的三维模型进行切块分层处理，以获取切片层；根据每一所述切片层的形状尺寸，确定每一所述切片层所需的金属块的形状尺寸和对应的数目；以及根据每一所述切片层所需的金属块的形状尺寸和对应的数目，分别对每一所述切片层依次进行打印。本发明通过使用块状金属作为耗材，从而能够实现零件的快速生产，且由于每一切片层所需的金属块的形状尺寸和对应的数目可以根据具体情况进行设定，从而本发明可以适用于各类尺寸的零件的打印。此外，本发明通过使用块状金属作为耗材，可以使得打印出来的零件具有良好的表面质量，且打印出来的零件精度高、变形小。

技术领域

本发明涉及金属零件成形制造技术领域，特别涉及一种金属增材制造方法。

背景技术

增材制造技术是基于离散-堆积原理、根据零件三维数字模型、采用材料逐层累加的方法直接制造实体零件的数字化制造技术，又称“3D打印技术”。该方法的优点是：无需传统的刀具即可实现自由成形，降低了生产工序和制造周期，适于低成本小批量产品制造，特别适合结构复杂、原材料附加值高的产品的制造。早期的快速原型制造、三维打印、实体自由制造技术等主要是非金属的原型或模型制造；现在，金属增材制造技术则是各国科学研究的重点和制造业发展的新趋势；各类金属焊接和熔敷技术都可以用于进行金属的增材制造，常用的金属增材制造技术有激光增材制造技术、电子束增材制造技术和电弧增材制造技术。

现在的金属增材制造技术还存在以下问题：

(1)无论是激光增材制造技术还是电弧增材制造技术，都是连续热态堆焊过程；其热源连续输入，使热输入量较大，基体处于过热状态，容易产生较大的热应力和粗大的晶粒组织，导致零件出现热变形和内部缺陷，使增材制造零件的成形精度和各项性能无法保证；这是制约金属增材制造技术发展和应用的重要问题。

(2)在连续电弧增材制造过程中，由于热量积累和散热条件的影响，起弧段焊缝的质量和成形与收弧段焊缝明显不同，使焊缝成形和质量控制比较困难；对焊缝连续性的要求也给制造过程中的路径规划造成了困难。

(3)对一些易氧化的金属如钛合金在受热时非常容易氧化，在进行热态堆焊增材制造时必需采用充分的气保护措施，提高了生产成本，也降低了灵活性。

(4)通常状况下，块状金属难以直接焊接或者粘接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属增材制造方法，可以使用块状金属作为耗材，能够实现快速生产，且打印的零件表面质量良好，精度高，变形小，适用于各类尺寸的零件的打印。

为达到上述目的，本发明提供一种金属增材制造方法，包括：

对预增材制造的成型件进行三维建模并对建立好的三维模型进行切块分层处理，以获取切片层；

根据每一所述切片层的形状尺寸，确定每一所述切片层所需的金属块的形状尺寸和对应的数目；以及

根据每一所述切片层所需的金属块的形状尺寸和对应的数目，分别对每一所述切片层依次进行打印。

可选的，所述根据每一所述切片层所需的金属块的形状尺寸和对应的数目，分别对每一所述切片层依次进行打印的步骤包括：

根据每一所述切片层所需的金属块的形状尺寸和对应的数目，采用超高真空冷焊分别对每一所述切片层依次进行打印。

可选的，所述根据每一所述切片层所需的金属块的形状尺寸和对应的数目，采用超高真空冷焊分别对每一所述切片层依次进行打印的步骤包括：

步骤A1、分别对金属基板和金属块进行预处理，以去除所述金属基板和所述金属块表面的氧化膜，所述金属基板的材质与所述金属块的材质相同；