[发明专利]一种用于模具钢粉末的选择性激光熔化方法

说明书

一种用于模具钢粉末的选择性激光熔化方法，属于增材制造3D打印技术领域。该方法通过调节刮刀铺粉速度、激光扫描速度、激光扫描间距、激光扫描策略和风场参数，实现大层厚模具钢粉末3D打印构建态表面粗糙度不超过Ra6.3，孔隙率不超过0.05％，尺寸精度控制在±0.05mm范围内。这种模具钢粉末高效率、高质量的选择性激光熔化方法成形的零件表面通过后续抛光，抛光精度等级可达到A1及以上水平，实现高端模具的高效率、高质量的生产制造，具有重要的社会经济效益。

技术领域

本发明属于增材制造3D打印技术领域，具体涉及一种用于模具钢粉末的选择性激光熔化方法。

背景技术

3D打印被认为是第三次工业革命的突破点，将给制造业带来翻天覆地的变化，成为科研乃至商业领域的一大热点，3D打印快速制造的优势确实解决了一些国家产品供应短缺的问题，也让该技术更加深入人心，目前3D打印技术广泛应用于模具产业，3D打印的过程是以逐层构建零件为标准的。由于3D打印的累加特性，每层的厚度以类似于像素数确定电视或计算机显示器分辨率的方式确定打印分辨率。较小的层厚度通常会使零件的表面更光滑。不利之处在于，层厚越小，所需3D打印的时间也越长。对于制造业而言，在确定美观(更光滑的表面)与节省时间(成本)之间进行抉择显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前存在在确定美观(更光滑的表面)与节省时间(成本)之间进行综合权衡的问题，提供一种用于模具钢粉末高效率、高质量的选择性激光熔化方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于模具钢粉末的选择性激光熔化方法，所述方法步骤如下：

步骤一：利用模具钢打印成形设备中的3D软件界面将激光光斑大小设置为70μm-150μm；

步骤二：通过切片软件设置适合大层厚熔化的激光扫描策略；

步骤三：调整铺粉厚度为50～200μm；

步骤四：设置刮刀铺粉速度100～300mm/s；

步骤五：启动模具钢打印成形设备，抽真空，并通入惰性气体，然后启动加热装置对基板进行加热；

步骤六：对舱室内的风场进行设置；

步骤七：启动打印机中的激光装置，根据模具钢的种类设置激光功率、扫描速度和扫描间距，进行铺粉打印；

步骤八：关闭加热装置和供气系统，待打印件自然冷却，从舱室中取出打印件。

本发明相对于现有技术的有益效果为：实现模具钢粉末选择性激光熔化高效率和高质量的结合，在有效降低模具的生产时间(成本)，提高3D打印构建效率的同时，提升了零件表面的成形质量，具有很高的社会经济效益，对制备新型高端模具具有重要意义。高效率与高质量结合的增材制造成形模具具有成本低、成形尺寸精度高和表面质量效果好等特点，解决了增材制造过程中，模具钢粉末大层厚、高效率生产的同时，无法保证模具钢粉末选择性激光熔化成形后表面高质量的技术问题。

采用大层厚粉末打印将提升3D打印的构建效率。将原来每层打印的建造厚度由30μm增至200μm，构建速度由原来的60g/h增加到240g/h，打印构建效率是原来的4倍，极大地提升了3D打印的构建效率，更加突显出3D打印制造的优势。

附图说明

图1为迂回扫描模式示意图；

图2为条纹扫描模式示意图；

图3为棋盘扫描模式示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。