[发明专利]一种基于增材制造的空间位置成形方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于增材制造的空间位置成形方法及装置，通过在定位工装上增材成形定位基础，对定位工装及定位基础进行三维扫描获取完整的三维数据并逆向建模，根据逆向建模数据以及定位工装的定位基准，利用空间定位方法对工件的空间位置进行快速定位，基于三维扫描快速准确获取成形模型的空间位置，生成增材制造的成形工艺进行工件的快速修复与再制造，大大提高了零件的修复效率以及零件的修复精度，从而解决了增材制造设备难以实现对工件空间绝对位置的精准定位问题，对工件修复与再制造起到至关重要的作用，本发明能够在已有增材制造设备上实现嫁接打印，且无需改造设备，能够实现在零件指定的空间位置进行批量化、快速且精准的成形方法。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种基于增材制造的空间位置成形方法及装置。

背景技术

目前航空航天领域的重要零部件普遍存在材料价格昂贵、制造成本高、生产周期长等特征，当零部件在加工或者服役过程中出现损伤时，如果进行报废处理，将会造成极大的浪费。同时航空航天领域重要零部件的使用工况都比较恶劣，常常需要在工件的特定位置构建异种材料结构。目前主要依靠人工修复或者报废处理，造成材料的浪费，而且采用人工修复的工件表面异种材料与工件本身贴合度差，往往达不到设计要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于增材制造的空间位置成形方法及装置，以克服现有技术的不足。

一种基于增材制造的空间位置成形方法，包括以下步骤：

S1，将定位工装安装于增材成形熔融区的安装基板上；

S2，在定位工装上增材成形定位基础，对定位工装及定位基础进行三维扫描获取完整的三维数据，根据三维数据进行逆向建模，根据逆向建模数据获取定位基准，根据定位基准进行零件的定位成形。

进一步的，增材成形熔融区采用粉末床熔融增材设备。

进一步的，根据待成形工件的待成形平面与待成形工件的整体关系，对待成形工件进行工装夹具设计及组装，将装配好待成形工件的定位工装安装在增材成形熔融区的安装基板上，利用空间定位系统对待成形工件进行定位调整，通过三维扫描仪对工件整体进行扫描及逆向建模处理。

进一步的，将待修复零件装夹到定位工装上，对待修复零件及定位工装进行三维扫描获取三维数据，根据三维数据逆向建模处理得到待修复零件三维模型，将待修复零件三维模型进行修复处理得到处理后的三维数据；对处理后的三维数据进行切片处理，获取成形工艺文件，在增材成形熔融区内根据定位工装以及三维扫描获取的三维数据得到定位基准，以待成形面为起始工作面进行打印成形。

进一步的，修复处理过程中，对待修复零件添加切削余量和外轮廓补偿。

进一步的，将定位工装安装于增材成形熔融区的安装基板上，利用安装基板对定位工装进行初步定位，然后在安装基板上成形待成形工件基础基材零件，然后使用三维扫描设备对安装基板上成形的基础基材零件进行扫描，并逆向建模，根据建模参数修复形成待成形零件成形模型，对安装基板进行切片处理生成工艺程序，利用分层叠加原理，以待成形零件成形模型的待成形平面为工作起始平面，对工件进行异种材料的成形再制造。

进一步的，对于待修复零件的修复表面，成形前进行磨削处理，磨削层厚至少1mm。

进一步的，在待修复工件装夹前，将待修复零件待修复面进行精加工得到待修复平面，形成一致的待修复平面。

一种基于增材制造的空间位置成形装置，包括定位基座和零件工装夹具，基座上设置有定位座，零件工装夹具下端设有与定位座定位连接的定位销，定位销能够插入固定于定位座上，零件工装夹具上端用于固定装夹待修复零件，零件工装夹具上端设置有粉仓，待修复零件位于粉仓内，定位基座用于与粉末床熔融增材设备成形基板固定。

进一步的，零件工装夹具上端设置有用于夹持固定待成形零件的夹持装置。