一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法及装置，包括：S1、采用三维建模软件，建立多孔夹层蜂窝件的三维模型；S2、采用切片软件对三维模型进行切片，获得各层激光扫描路径，其中，所述激光扫描路径包括多孔夹层蜂窝件中的多孔结构和实体结构的激光扫描路径；S3、根据所述多孔夹层蜂窝件的高度以及成形仓的尺寸，计算合金粉末用粉量；S4、铺设合金粉末，得到粉末工作层；S5、根据所述多孔夹层蜂窝件的激光扫描路径，在预设参数下对所述粉末工作层进行激光选区融化，以得到零件形成层；S6、循环S4和S5，以得到完整加工零件。本发明专利技术的成形方法及装置将多孔结构和实体结构成形的同时，能够做到节约成本，提高效率。

A Laser Selective Melting Method and Device for Honeycomb with Porous Sandwich

The invention discloses a laser selective melting forming method and device for porous sandwich honeycomb parts, which includes: S1, establishing three-dimensional model of porous sandwich honeycomb parts by using three-dimensional modeling software; S2, slicing three-dimensional model by using slicing software, obtaining laser scanning paths of each layer, in which the laser scanning paths include porous structure and porous structure in porous sandwich honeycomb parts. Laser scanning path of solid structure; S3, calculating powder amount for alloy powder according to the height of the porous sandwich honeycomb and the size of the forming bin; S4, laying alloy powder, obtaining powder working layer; S5, according to the laser scanning path of the porous sandwich honeycomb, melting the powder working layer under the preset parameters to obtain the part forming layer; 6. Cycle S4 and S5 to get the complete processed parts. The forming method and device of the invention can save cost and improve efficiency while forming porous structure and solid structure.

【技术实现步骤摘要】
一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法及装置
本专利技术涉及激光增材制造
，具体涉及一种一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法及装置。
技术介绍
激光增材制造技术是一种典型的快速成形技术，主要利用高能激光束熔化金属粉末，逐层堆积，直接成形高性能复杂金属零部件。激光选区熔化（SelectiveLaserMelting，SLM）技术是利用高能量的激光束，按照预定的扫描路径，扫描预先铺覆好的金属粉末将其完全熔化，再经冷却凝固后成形的一种技术。多孔金属一般具有质轻、比表面积大、孔隙率较高且可控等特点，多孔金属材料一般具有结构材料和功能材料的优异性能，故其应用范围很广。铝合金多孔金属多采用传统的粉末烧结、注射成形或者电沉积等工艺制备而成，但这些制备方法的过程相对比较复杂、耗材较多，尤其对于结构复杂的多孔零件，难以成形。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法及装置，适用于结构复杂的多孔零件，本专利技术在实现多孔结构和实体结构成形的同时，能够做到节约成本，提高效率。本专利技术的一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法，包括：S1、采用三维建模软件，建立多孔夹层蜂窝件的三维模型。S2、采用切片软件对三维模型进行切片，获得各层激光扫描路径，其中，激光扫描路径包括多孔夹层蜂窝件中的多孔结构和实体结构的激光扫描路径。S3、根据多孔夹层蜂窝件的高度以及成形仓的尺寸，计算合金粉末用粉量。S4、铺设合金粉末，得到粉末工作层。S5、根据多孔夹层蜂窝件的激光扫描路径，在预设参数下对粉末工作层进行激光选区融化，以得到零件形成层。S6、循环S4和S5，以得到完整的多孔夹层蜂窝件。优选的，S5中的预设参数包括：多孔结构的激光器参数、实体结构的激光器参数和成形仓参数；其中，多孔结构的激光扫描路径涉及的激光器参数为：激光功率为100~200瓦，激光光斑直径为0.05~0.14毫米，扫描速度为1000~2500毫米/秒，送粉率为100%~200%；实体结构的激光扫描路径涉及的激光器参数为：激光功率为200~400瓦，激光光斑直径为0.05~0.14毫米，扫描速度为1000~2500毫米/秒，送粉率为100%~200%；成形仓参数为：成形仓内待加工多孔夹层蜂窝件成形单层层厚为20~60微米，成形仓内保护气体循环风气流电压为2.4~3.0伏特。优选的，步骤S3包括：S31、对合金粉末进行烘干处理。优选的，步骤S31进行烘干处理时，温度为：50~90摄氏度，烘干时间为5~10小时，采用的烘干设备为真空热处理炉。优选的，步骤S4中在惰性气氛中进行，惰性气氛为氩气。优选的，还包括：S7、清除多孔夹层蜂窝件表面多余粉末；S8、将加工完成的多孔夹层蜂窝件零件进行退火处理。本专利技术还包括一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形装置，包括：模型建立模块，用于采用三维建模软件，建立多孔夹层蜂窝件三维模型。获取模块，用于采用切片软件对三维模型进行切片，获得各层激光扫描路径，激光扫描路径包括多孔结构激光扫描路径和实体结构激光扫描路径。计算模块，根据多孔夹层蜂窝件的高度以及成形仓的尺寸，计算合金粉末用粉量。铺设模块，用于铺设合金粉末，得到粉末工作层。成形模块，用于根据待加工零件多孔夹层蜂窝件的激光扫描路径，在预设参数下对粉末工作层进行激光选区融化，以得到零件形成层。循环模块，用于循环加工加工模块铺设模块和成形模块，以得到完整加工零件。优选的，成形模块中的预设参数包括：多孔结构的激光器参数、实体结构的激光器参数和成形仓参数；其中，多孔结构的激光扫描路径涉及的激光器参数为：激光功率为100~200瓦，激光光斑直径为0.05~0.14毫米，扫描速度为1000~2500毫米/秒，送粉率为100%~200%；实体结构的激光扫描路径涉及的激光器参数为：激光功率为200~400瓦，激光光斑直径为0.05~0.14毫米，扫描速度为1000~2500毫米/秒，送粉率为100%~200%；成形仓参数为：成形仓内待加工多孔夹层蜂窝件成形单层层厚为20~60微米，成形仓内保护气体循环风气流电压为2.4~3.0伏特。优选的，计算模块包括烘干单元，烘干单元用于对合金粉末进行烘干处理。优选的，还包括：清理模块，用于清除多孔夹层蜂窝件表面多余粉末；退火模块，用于将加工完成的多孔夹层蜂窝件零件进行退火处理。本专利技术的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法及成形装置，具有以下优点：1.本专利技术的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法通过三维软件对多孔夹层蜂窝件进行建模，利用切片软件对多孔夹层蜂窝件进行切片获取激光扫描路径，并通过对多孔结构和实体结构的激光路径，在激光选区融化时采用不同的激光器参数进行烧结，将多孔夹层蜂窝件的多孔结构与实体结构一体成形，生产过程简单，减少了中间耗材，达到了节约成本、提高效率的目的。2.本专利技术的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法通过多孔夹层蜂窝件的高度以及成形仓的尺寸，对待加工的零件进行合金粉末量的计算，能够保证在零件成形的基础上，用粉量少，节省了生产成本。3.本专利技术的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法通过在成形仓内充入保护性气体，尤其是氩气，避免了待加工多孔夹层蜂窝件在加工过程中被氧化，成形效果更佳。4.本专利技术的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形装置，无需模具、发泡设备等配套设施，实现对结构复杂的零件的制作，尤其适用于含有多孔结构及实体结构的零件。5.本专利技术的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法，通过控制激光选区融化成形的工艺参数实现的对多孔夹层蜂窝件的孔隙的调整，根据具体需求快速调整参数制的产品，适用性广。附图说明图1是本专利技术涉及的多孔夹层蜂窝件结构示意图；图2为本专利技术的多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法第一个具体实施例的流程图；图3为为本专利技术的多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法第二个具体实施例的流程图；图4为本专利技术的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形装置的第一个实施例的结构框图。附图标记：10.多孔结构，11.实体结构，12.出粉孔；201.模型建立模块、202.获取模块、203.计算模块、204.铺设模块、205.成形模块、206.循环模块、207.清理模块、208.退火模块。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了解决结构复杂的多孔夹层蜂窝件在激光增材制造过程中出现的难以成形等问题，本专利技术提供一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法和装置，本专利技术的成形方法具有加工过程简单，易于成形，节省耗材等优点。如图1所示，本专利技术中的多孔夹层蜂窝件是指待加工零件中既含有蜂窝状的多孔结构10，又含有实体结构11部分，为了清除激光烧结过程中未完全被利用的金属粉末，还包括出粉孔12，出粉孔12开设在实体结构11上，并从纵向上贯穿实体结构11。参考图2，本专利技术的一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法的流程图，包括：S1、采用三维建模软件，建立多孔夹层蜂窝件的三维模型。在本实施例中，三维建模软件包括但不限于3DStudioMax、Solidworks、CATI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法，其特征在于，包括：S1、采用三维建模软件，建立多孔夹层蜂窝件的三维模型；S2、采用切片软件对三维模型进行切片，获得各层激光扫描路径，其中，所述激光扫描路径包括多孔夹层蜂窝件中的多孔结构和实体结构的激光扫描路径；S3、根据所述多孔夹层蜂窝件的高度以及成形仓的尺寸，计算合金粉末用粉量；S4、铺设合金粉末，得到粉末工作层；S5、根据所述多孔夹层蜂窝件的激光扫描路径，在预设参数下对所述粉末工作层进行激光选区融化，以得到零件形成层；S6、循环S4和S5，以得到完整的多孔夹层蜂窝件。

【技术特征摘要】
1.一种用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法，其特征在于，包括：S1、采用三维建模软件，建立多孔夹层蜂窝件的三维模型；S2、采用切片软件对三维模型进行切片，获得各层激光扫描路径，其中，所述激光扫描路径包括多孔夹层蜂窝件中的多孔结构和实体结构的激光扫描路径；S3、根据所述多孔夹层蜂窝件的高度以及成形仓的尺寸，计算合金粉末用粉量；S4、铺设合金粉末，得到粉末工作层；S5、根据所述多孔夹层蜂窝件的激光扫描路径，在预设参数下对所述粉末工作层进行激光选区融化，以得到零件形成层；S6、循环S4和S5，以得到完整的多孔夹层蜂窝件。2.根据权利要求1所述的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法，其特征在于，所述S5中的预设参数包括：所述多孔结构的激光器参数、所述实体结构的激光器参数和成形仓参数；其中，所述多孔结构的激光扫描路径涉及的激光器参数为：激光功率为100~200瓦，激光光斑直径为0.05~0.14毫米，扫描速度为1000~2500毫米/秒，送粉率为100%~200%；所述实体结构的激光扫描路径涉及的激光器参数为：激光功率为200~400瓦，激光光斑直径为0.05~0.14毫米，扫描速度为1000~2500毫米/秒，送粉率为100%~200%；所述成形仓参数为：成形仓内待加工多孔夹层蜂窝件成形单层层厚为20~60微米，成形仓内保护气体循环风气流电压为2.4~3.0伏特。3.根据权利要求1所述的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S31、对合金粉末进行烘干处理。4.根据权利要求3所述的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法，其特征在于，所述步骤S31进行烘干处理时，温度为：50~90摄氏度，烘干时间为5~10小时，采用的烘干设备为真空热处理炉。5.根据权利要求1所述的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法，其特征在于，所述步骤S4中在惰性气氛中进行，所述惰性气氛为氩气。6.根据权利要求1至5任一项所述的用于多孔夹层蜂窝件的激光选区融化成形方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会杰，陈珂龙，高佩宝，刘斌，葛青，
申请(专利权)人：鑫精合激光科技发展北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11