[发明专利]一种多材料零件的激光选区熔化成形方法

说明书

本发明涉及零件成形工艺领域，公开了一种多材料零件的激光选区熔化成形方法，包括下列步骤：S1：零件模型设计：建模时，将符合成形要求的材料组合以适宜的分布规律进行排列，优化完成零件模型设计；S2：工艺模型获取：对设计完成的零件模型进行尺寸、形状补偿，倒角设置，余量添加，工艺支撑设计等操作，获得工艺模型；S3：控制文件生成：对获得的工艺模型进行分层切片，提取每一层片内所含材料种类、材料分布及材料边界信息，生成指导增材制造成形过程的控制文件；S4：增材制造成形；S5：成形后处理；本发明方法能够实现激光选区熔化成形技术成形高精度、高质量的多材料零件。

技术领域

本发明属于零件成形工艺领域，具体涉及一种可供多材料零件成形的方法。

背景技术

多材料零件又称异质材料零件，是一类由多种材料按照一定规律分布组合而成的，兼具控材、控形、控性等特点的功能性零件。随着现代工业对产品功能及性能要求越来越高，当前由单一材料制造的零件已很难满足使用需求，因此多材料零件的成形方法日益成为人们关注的热点。目前可用于多材料零件成形的方法主要有离心铸造法、物理化学气相沉积法、自蔓延高温合成法、粉末冶金法、等离子喷涂法、激光熔覆法等，但这些方法普遍存在材料可选种类少、材料间结合强度低、材料分布无法控制、制件形状过于简单、制件尺寸精度无法保证等问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种多材料零件成形方法，能够实现高质量、高精度的多材料零件成形。

本发明的技术解决方案是：一种多材料零件的激光选区熔化成形方法，包括下列步骤：

S1：零件模型设计：建模时，将符合成形要求的材料组合以适宜的分布规律进行排列，优化完成零件模型设计；

S2：工艺模型获取：对设计完成的零件模型进行尺寸、形状补偿，倒角设置，余量添加，工艺支撑设计等操作，获得工艺模型；

S3：控制文件生成：按照设定的层厚对获得的工艺模型进行分层切片，提取每一层片内所含材料种类、材料分布及材料边界信息，生成指导增材制造成形过程的控制文件；

S4：增材制造成形：在成形设备内装入完成零件成形所需的所有材料，并设定好各成形参数，待成形设备状态符合成形要求后在生成的控制文件的控制下完成零件成形；

S5：成形后处理：对成形的零件及成形完成后成形设备内剩余的粉末进行分离与后处理。

进一步地，步骤S1中，符合成形要求的材料组合包括可用于激光选区熔化成形技术成形的金属、非金属材料的组合。

进一步地，在选择符合成形要求的材料组合时，要选择相互间相容性好的材料。

进一步地，如果所选择的零件材料组合的材料之间不能相容，则增加使其能够相容的其它材料。

进一步地，步骤S2中，工艺支撑使用比其支撑处对应零件材料脆性大且与对应零件材料相容性好的材料成形。

进一步地，步骤S4中，成形过程中所需的所有粉末均通过单独的喷头送进成形设备的成形仓。

进一步地，步骤S4中，成形过程中成形设备的成形仓中非零件成形区域使用具有高熔点、低激光利用率、与成形材料相异的材料填充。

进一步地，步骤S5中，对成形完成后剩余的粉末，经离心按比重筛分，得到各材料无杂质的粉末，再将得到的各材料无杂质的粉末分别通过筛网按粒度筛分后循环使用。

进一步地，步骤S5中，后处理包括：将成形完成的零件先经热处理消除部分热应力；然后线切割去除基板，手工去工艺支撑。