一种嵌入预制件的金属工件加工方法技术

本发明专利技术属于3D打印相关技术领域，涉及一种嵌入预制件的金属工件加工方法。该方法包括以下步骤：首先设计工件的模型，并设计合适的内部管道；然后将模型划分为预制件区和打印区，并采用传统工艺制备预制件；采用3D打印加工目标前打印区，嵌入预制件后继续加工后打印区；最后通过机械加工和表面处理得到具有复杂内部管道和/或复杂局部区域的工件。本发明专利技术采用传统加工技术提前预置内部管道，避免了内部管道的堵塞、开裂等问题；并且通过预制件的方式采用传统加工技术制备模具的局部复杂区域，在保证模具制造精度的同时还优化了局部区域的性能；此外本发明专利技术的3D打印方法范围广泛，具有良好的适应性；并通过分区制造可有效降低制造成本，提高生产效率。

A Processing Method for Metal Workpieces Embedded in Prefabricated Parts

The invention belongs to the related technical field of 3D printing, and relates to a metal workpiece processing method embedded in prefabricated parts. The method includes the following steps: firstly, the model of workpiece is designed, and the appropriate internal pipeline is designed; secondly, the model is divided into prefabricated area and printing area, and the prefabricated parts are prepared by traditional technology; then, the pre-printed area of the target is printed in 3D, embedded in the prefabricated parts, and the post-processed printing area is continued; finally, the complex internal pipeline and/or duplicate are obtained by mechanical processing and surface processing. Workpieces in miscellaneous local areas. The invention adopts the traditional processing technology to pre-install the internal pipeline in advance, avoiding the blockage and cracking of the internal pipeline, and adopts the traditional processing technology to prepare the local complex area of the die by the way of prefabricated parts, which guarantees the precision of the die manufacturing and optimizes the performance of the local area at the same time; moreover, the 3D printing method of the invention has a wide range and good adaptability; The manufacturing cost can be effectively reduced and the production efficiency can be improved through zonal manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入预制件的金属工件加工方法
本专利技术属于3D打印相关
，更具体地，涉及一种嵌入预制件的金属工件加工方法。
技术介绍
传统的模具冷却水道主要采用机加工的方式，通过交叉钻孔产生直线管的内部网络制造而成，但是这种水路网络的形状相当有限，当零件形状复杂时会因冷却效果差造成零件变形较大。而冷却水道的形状随着零件的外形发生变化，可以很好地解决冷却水道与模具型腔表面距离不一致的问题，使得零件得到均匀的冷却，冷却效率更高。目前主要采用3D打印技术制备这类具有复杂内部管道的工件，如具有随形冷却水道的模具或具有冷凝管的反应釜。3D打印制备具有复杂内部管道的工件时主要采用激光选区熔化3D打印技术，但是激光选区熔化3D打印技术的成型周期长、成本高、材料种类有限并且成型件体积小；另外当内部管道尺寸小，形状复杂时，激光选区熔化3D打印技术制造的内部管道容易发生堵塞、开裂等现象。目前制备大型工件时主要采用电弧熔丝增材制造技术，但是这种方法制造的工件尺寸精度低，难以制造模具的局部复杂区域，并且制造的内部管道同样存在堵塞、开裂等问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种嵌入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入预制件的金属工件加工方法，其特征在于，该工件为具有复杂内部管道和/或复杂局部区域的结构体，该方法包括以下步骤：(a)三维模型的建立及分区针对待加工的工件建立对应的三维模型，根据模型设计合适的内部管道，并将所述内部管道及所述复杂局部区域定义为预制件区，同时将其余的区域定义为打印区；该打印区进一步地被划分为小于所述预制件所在平面高度的前打印区和大于所述预制件所在平面高度的后打印区，并在所述前打印区模型上设计出用于定位所述预制件的凹槽，从而得到目标前打印区；(b)不同区域的加工及嵌入处理首先，采用传统方式加工所述内部管道和所述复杂局部区域；然后采用3D打印技术加工所述目标前打印区，并将所...

【技术特征摘要】
1.一种嵌入预制件的金属工件加工方法，其特征在于，该工件为具有复杂内部管道和/或复杂局部区域的结构体，该方法包括以下步骤：(a)三维模型的建立及分区针对待加工的工件建立对应的三维模型，根据模型设计合适的内部管道，并将所述内部管道及所述复杂局部区域定义为预制件区，同时将其余的区域定义为打印区；该打印区进一步地被划分为小于所述预制件所在平面高度的前打印区和大于所述预制件所在平面高度的后打印区，并在所述前打印区模型上设计出用于定位所述预制件的凹槽，从而得到目标前打印区；(b)不同区域的加工及嵌入处理首先，采用传统方式加工所述内部管道和所述复杂局部区域；然后采用3D打印技术加工所述目标前打印区，并将所述预制件嵌入所述定位凹槽内并通过焊接进一步固定；接着继续采用3D打印技术加工所述后打印区；最后对得到的3D打印成型件进行微量的机械加工和表面处理，由此获得最终的具有复杂内部管道和/或复杂局部区域的工件。2.如权利要求1所述的嵌入预制件的金属工件加工方法，所述具有复杂内部管道和/或复杂局部区域的工件优选为具有随形冷却水道的模具；此外，所述预制件区和所述打印区所使用的材料根据工件性能要求选择，并且这两块区域的材料为相同材料或者不同材料。3.如权利要求1～2所述的嵌入预制件的金属工件加工方法，在步骤(b)中，所述内部管道的横截面被优选设计为圆形、椭圆形、三角形或矩形；所述内部管道被设计为圆形时，优选采用弯管的方式进行制造。4.如权利要求1～3所述的嵌入预制件的金属工件加工方法，在步骤(b)中，所述复杂局部区域优选采用锻造联合机加工或铸造联合机加工的方式进行制造，并且进一步优选采用热处理方式进行制造。5.如权利要求1～4所述的嵌入预制件的金属工件加工方法，在步骤(b)中，所述3D打印方法包括电弧熔丝增材制造，选区激光熔化3D打印，电子束选区熔化3D打印或激光熔覆快速成型技术，并根据不...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志镇，龙平，李建军，余圣甫，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42