The invention belongs to the technical field of laser selective melting, in particular to a directional blowing method used for laser selective melting forming. The invention relates to a method for selective laser melting of the change to the blowing method, selective laser melting technology by laser beam melting pre coated metal powder layer by layer realize forming, forming in the process of powder bed blowing to form an air curtain blowing smoke to protect the forming surface and a focusing lens in laser; selective melting process, set the angle of laser scan path of each layer change, at each level of processing before the start of the rotary control rotary blowing device, the airflow direction and parallel laser scanning path. The method of the invention can control the smoke diffusion effect, reduce the impurity residue on the surface of the powder bed, improve the smoothness of the forming surface and improve the forming quality.
【技术实现步骤摘要】
一种用于激光选区熔化成形的变向吹气方法
本专利技术属于激光选区熔化
,具体涉及一种用于激光选区熔化成形的变向吹气方法。
技术介绍
激光选区熔化成形(selectivelasermelting,简称SLM)是一种基于分层叠加制造原理的增材制造技术,是金属材料增材制造(additivemanufacturing,AM)领域中最具发展潜力的技术之一。成形过程中,通过激光束逐层熔化预铺金属粉末实现复杂结构金属零件的成形,在成形过程中,有烟尘产生,如果大量烟尘落在粉床表面会严重影响下一层成形。因此在粉床上方会进行吹气,形成气帘,吹走烟尘以保护成形面和聚焦透镜。现有技术的吹气和吸气装置如图1所示,在成形过程中,激光按照一定的线长高速扫描,形成熔池,在同一层中,所有的激光扫描路径是平行的。但是相邻层的激光扫描路径需要进行变化,其原理类似于建筑用砖的横纵码放,如图2所示每层改变45°,虚线为成形区域的轮廓,实线为激光扫描路径,箭头为该层成形方向。当该层成形方向与吹气方向相逆时,在熔池高温引起的气体膨胀作用下,烟尘杂质会向该层成形方向扩散,当遭遇逆向气流时,烟尘会产生涡旋扩散,导致在粉床表面沉积,或者扩散到别处,影响成形质量。当成形方向与气流方向相同时,贴近粉床处,熔池的高温也会对气流产生屏蔽,造成烟尘沉积。当该层成形方向与气流方向垂直时(既扫描路径与气流方向平行),如图3所示,最有利于成形。但是现有定向吹气方法,无法满足上述条件。因此,亟需研制一种用于激光选区熔化成形的变向吹气方法。,从而加速烟尘扩散,减少杂质颗粒在粉床上的堆积,提高成形质量。
技术实现思路
本专利技术 ...
【技术保护点】
一种用于激光选区熔化成形的变向吹气方法,激光选区熔化成形技术通过激光束逐层熔化预铺金属粉末实现复杂结构金属零件的成形,成形过程中在粉床上方进行吹气形成气帘,吹走烟尘以保护成形面和聚焦透镜;其特征在于:在激光选区熔化成形过程中,设定激光扫描路径每层改变的角度,在每一层加工开始前,控制旋转吹气装置旋转,使气流方向始终与激光扫描路径平行,具体包括以下步骤:(1)定义初始值激光扫描路径和吹气装置的初始角度定义如下:旋转吹气装置是长方体结构,设旋转吹气装置中与出风口所在面相互垂直并与激光选区熔化区域相互平行的两个面分别为上平面和下平面,在上平面的中心位置设置旋转轴控制旋转吹气装置旋转,下平面与激光选区熔化区域在同一平面上;定义旋转吹气装置的长边是出风口所在面与下平面的相交边,下平面上与旋转吹气装置的长边相互垂直的另一条边为旋转吹气装置的短边;激光选区熔化区域是边长为L的正方形区域,旋转吹气装置长边的长度为a,旋转吹气装置长边与激光选区熔化区域之间的距离为d,a=L/(2cosβ)+L*sinβ,d=L*tanβ/2;β是旋转吹气装置转动角度的最大值;旋转吸气装置是与旋转吹气装置是对称的长方体结构 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于激光选区熔化成形的变向吹气方法,激光选区熔化成形技术通过激光束逐层熔化预铺金属粉末实现复杂结构金属零件的成形,成形过程中在粉床上方进行吹气形成气帘,吹走烟尘以保护成形面和聚焦透镜;其特征在于:在激光选区熔化成形过程中,设定激光扫描路径每层改变的角度,在每一层加工开始前,控制旋转吹气装置旋转,使气流方向始终与激光扫描路径平行,具体包括以下步骤:(1)定义初始值激光扫描路径和吹气装置的初始角度定义如下:旋转吹气装置是长方体结构,设旋转吹气装置中与出风口所在面相互垂直并与激光选区熔化区域相互平行的两个面分别为上平面和下平面,在上平面的中心位置设置旋转轴控制旋转吹气装置旋转,下平面与激光选区熔化区域在同一平面上;定义旋转吹气装置的长边是出风口所在面与下平面的相交边,下平面上与旋转吹气装置的长边相互垂直的另一条边为旋转吹气装置的短边;激光选区熔化区域是边长为L的正方形区域,旋转吹气装置长边的长度为a,旋转吹气装置长边与激光选区熔化区域之间的距离为d,a=L/(2cosβ)+L*sinβ,d=L*tanβ/2;β是旋转吹气装置转动角度的最大值...
【专利技术属性】
技术研发人员:王国庆,陈济轮,黄超,严振宇,梁晓康,田彩兰,刘天亮,何京文,
申请(专利权)人:首都航天机械公司,中国运载火箭技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。