[发明专利]金属零部件增材制造方法及装置

说明书

本发明提供了一种金属零部件增材制造方法及装置，所述金属零部件增材制造方法包括S10：在三维软件中绘制目标成型件模型，对所述目标成型件模型进行分层得到层片数据文件，所述层片数据文件包括多个层片信息x1，x2，x3，……，xn；S20：将所述层片信息x1传输至下料设备；S30：所述下料设备向成型缸内填充金属粉末，并压实以形成成型粉末层；S40：采用感应线圈和/或激光扫描对所述成型粉末层加热，并对所述实体进行重熔处理；S50：在固化的实体顶部重复所述S20‑S40步骤，固化后的所有实体组成目标成型件。本发明提供的金属零部件增材制造方法及装置消除实体内的孔隙、裂纹等缺陷，进一步改善致密性和组织均匀度。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种金属零部件增材制造方法及装置。

背景技术

增材制造俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，逐层堆积制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。

现有增材制造技术成型过程中会诱发不充分熔合、大颗粒夹杂等内部冶金缺陷，并且由于成型过程中应力，极易产生孔隙、裂纹等缺陷。

发明内容

本发明实施例提供一种金属零部件增材制造方法及装置，旨在提高金属零部件的成型质量。

第一方面，本发明实施例提供一种金属零部件增材制造方法，包括如下步骤：

S10：在三维软件中绘制目标成型件模型，对所述目标成型件模型进行分层得到层片数据文件，所述层片数据文件包括多个层片信息x1，x2，x3，……，xn；

S20：将所述层片信息x1传输至下料设备；

S30：所述下料设备向成型缸内填充金属粉末，并压实以形成成型粉末层，所述成型粉末层的厚度与所述层片信息x1的厚度相等；

S40：采用感应线圈和/或激光扫描对所述成型粉末层加热，完成所述层片信息x1转化为实体，并对所述实体进行重熔处理；

S50：在固化的实体顶部重复所述S20-S40步骤，直至所述层片信息x2，x3，……，xn全部转化为实体，固化后的所有实体组成目标成型件。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比将目标成型件分为多层，且每层根据计算机中的分层信息进行下料，下料的金属粉末质量更加精准，防止料多或料少引发的质量缺陷；对每层成型粉末层进行成型的过程中，可采用激光对成型粉末层进行加热，可采用感应线圈对成型粉末层进行加热，也可采用激光和感应线圈结合的方式对成型粉末层进行加热，具体可根据金属粉末的种类或层片信息的形状来选择，根据层片信息的多样性，选择不同的加热方式，激光加热具有精度高、可成型复杂精密结构的效果，感应线圈具有加热速度快、方便调控的技术效果，将两种加热方式结合，整合其技术效果，实现优势互补，提高目标成型件的制造效率；固化后形成的实体再次进行重熔处理，消除实体内的孔隙、裂纹等缺陷，进一步改善致密性和组织均匀度。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述S50步骤之后还包括：

S60：对所述目标成型件进行后处理，所述后处理包括喷砂、高压气处理、去支撑、乙醇清洗、热处理中的一种或多种。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述目标成型件的材料为中、低熔点材料时，采用感应线圈进行加热；所述目标成型件的材料为高熔点材料时，采用激光扫描加热方式进行加热。