[发明专利]一种3D打印金属粉末验证新型基板、方法以及应用

说明书

本发明一种3D打印金属粉末验证新型基板、方法以及应用，其中方法包括以下步骤：S1、将设计好的成分及配比的金属材料铸造成金属锭子；S2、将金属锭子的至少一个表面加工成粗糙面；S3、通过能量束对粗糙面进行扫描，使粗糙面进行二次重熔；S4、取出金属锭子，对激光扫描后的粗糙面进行表征和分析。一种3D打印金属粉末验证基板，所述基板包含一个或多个限位孔。本发明缩短了试制3D打印金属粉末方案周期，降低了试制成本，同时也减小了对3D打印设备造成的耗损；通过将金属锭子放置于基板上，直接进行激光扫描，无需进行铺粉打印，且同一基板上可以放置不同材料成分的金属锭子同时进行激光扫描。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，特别涉及一种3D打印金属粉末验证新型基板、方法以及应用。

背景技术

增材制造技术(也称“3D打印”)是基于计算机三维CAD模型，采用逐层堆积的方式直接制造三维物理实体的方法。增材制造技术可以在一台设备快速精密的制造出任意复杂形状和结构的零部件，从而实现“自由制造”。与传统加工技术相比，增材制造可以降低加工成本20％-40％以上，缩短产品研发周期约80％。随着近20年来，增材制造技术的快速发展，形成了多种成型技术和装备。这些技术面向航空航天、武器制造、汽车、模具以及生物医疗等高端制造领域，直接制造三维复杂结构，解决传统制造工艺难以甚至无法加工制造难题。

有鉴于增材制造本身的优异性，故对于增材制造方式的采用越发广泛，市场规模也日趋扩大，尤其在装备制造行业应用更加深入且广泛。由于在装备制造业中，每个设备的结构零部件功能作用不同，其结构零部件所采用的材料也不尽相同。随着增材制造在装备制造业中的深入使用，对增材制造所打印的材料种类的多样性的要求也急剧增加。

故此各类3D打印金属粉末研发试制也在不断增加，目前3D打印金属粉末的研发试制过程为首先确定材料成分配比，接而通过雾化制粉等方式制成所需的3D打印金属粉末，再将金属粉末灌入打印设备进行打印，最后进行材料表征和验证。

现行进行3D打印金属粉末研发试制方案为，将已设计好成分配比的金属材料，通过雾化制粉等设备制作成为3D打印金属粉末。灌入增材制造设备中，随后打印设备将粉末逐层匀铺于基板上，并逐层打印成型为所需试验件进行验证；现行研发试制3D打印金属粉末方案首先需通过雾化制粉设备进行制粉，然后再灌入打印设备逐层铺粉打印成型试验件，如此整个流程下来研发时间约为一个月。且采用雾化制粉、及3D打印逐层铺粉打印成本较高。采用雾化制粉的形式每次需制作出为打印实验件数十倍重量的粉末进行打印实验，且粉末能否研发成功及后期是否可循环利用存在很大不确定性，如此对粉末造成极大浪费。每次粉末试制及打印完成，进行下次不同粉末试制及打印时需对设备进行大规模拆卸清洗，如此造成人力、物力成本增加的同时也对设备造成了耗损。

发明内容

本发明为了克服现有技术的缺点，提供一种3D打印金属粉末验证新型基板、验证方法以及在3D打印领域的应用，缩短了试制3D打印金属粉末方案周期，降低了试制成本，同时也减小了对3D打印设备造成的耗损。

本发明的一种3D打印金属粉末验证方法，包括以下步骤：

S1、将设计好的成分及配比的金属材料铸造成金属锭子；

S2、将金属锭子的至少一个表面加工成粗糙面；

S3、通过能量束对粗糙面进行扫描，使粗糙面进行二次重熔；

S4、取出金属锭子，对激光扫描后的粗糙面进行表征和分析。

所述的设计好的成分及配比可以根据使用时具体的试验需要进行设计，并采用上述的方法验证。

所述S2中将金属锭子的至少一个表面加工成粗糙表面，以便于将粗糙面用于后续的验证过程。加工成粗糙面既包含将某一个面全部加工成粗糙面，也包含将一个面的部分加工成粗糙面。