[发明专利]一种电弧增材制造制备泡沫铝构件的方法

权利要求书

1.一种电弧增材制造制备泡沫铝构件的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将构件模型导入到专业的切片软件中进行路径规划，并与增材制造系统进行通信，同时将基板打磨光滑并进行装夹固定；2)将铝合金和增稠剂在所述增材制造系统里进行共同沉积，在电弧搅拌作用下提高铝合金熔池黏度；3)熔池凝固形成铝构件后，将发泡剂分散溶液均匀喷涂在铝构件表面；4)待下层铝构件沉积之前和冷却至层间温度后，在铝构件表面继续喷涂发泡剂分散溶液，所述层间温度为100℃-200℃；5)重复上述步骤2)至步骤4)，直到铝构件打印完成，从而形成具有特定形状的泡沫铝构件；步骤2)中，所述铝合金和所述增稠剂在所述增材制造系统里进行共同沉积的步骤为：铝合金丝由送丝机送入到熔池中，所述增稠剂由送粉系统送入到熔池中，沉积完成后，采用电弧进行多次表面快速扫描，所述扫描的方向与增材的方向垂直。

2.根据权利要求1所述的电弧增材制造制备泡沫铝构件的方法，其特征在于，所述送丝机送出的铝合金丝直径为1.0mm-1.6mm，所述增稠剂为MnO₂、Ca、Mg、SiC、Al₂O₃中的任意一种与铝合金粉末的混合物。

3.根据权利要求2所述的电弧增材制造制备泡沫铝构件的方法，其特征在于，所述增稠剂成分配比的计算公式如下：

式中，x_增稠剂为增稠剂中MnO₂、Ca、Mg、SiC、Al₂O₃中的任意一种的含量，D_Al为铝丝的密度，vwire为送丝速度，r为铝合金丝直径，vpowder为送粉速度，x为增稠剂含量，所述增稠剂含量为1.5-2％。

4.根据权利要求1所述的电弧增材制造制备泡沫铝构件的方法，其特征在于，所述发泡剂分散溶液中的发泡剂为化学镀镍后的Ni/TiH₂复合粉末；所述化学镀镍后的Ni/TiH₂复合粉末均匀的分散在丙酮或者乙醇溶液中经超声处理形成发泡剂分散溶液，所述发泡剂分散溶液为悬浊液，所述悬浊液中的固液体积比为(1-5):100；所述发泡剂分散溶液的喷涂厚度为200μm-300μm。

5.根据权利要求1所述的电弧增材制造制备泡沫铝构件的方法，其特征在于，步骤1)中所述基板为铝合金，所述基板厚度大于15mm。

6.根据权利要求1所述的电弧增材制造制备泡沫铝构件的方法，其特征在于，步骤2)中所述电弧为等离子弧或者TIG热源，增材过程中铝构件单层沉积厚度为1.5mm-2mm。

7.根据权利要求1所述的电弧增材制造制备泡沫铝构件的方法，其特征在于，还包括步骤6)，所述步骤6)为增材完成后将基板进行切除，然后将泡沫铝构件置于550℃-600℃环境下进行热处理，保温2小时后进行水冷。