一种增材制造方法技术

本发明专利技术属于增材制造技术领域，公开了一种增材制造方法，包括：获取待加工零件于当前粉末层中的二维轮廓信息，并根据二维轮廓信息确定待加工零件于当前粉末层的边缘；根据边缘确定骨架形成区域，骨架形成区域围绕边缘且与边缘之间具有间隔；在进行待加工零件于当前粉末层的成形之前，对骨架形成区域内的粉末层进行扫描固化以形成网状骨架。本发明专利技术通过固化出网状骨架，保证粉末层各区域与成形底板之间的连通性，能够将粉末层各区域产生的聚集电荷经网状骨架导入成形底板，从而避免吹粉现象产生，提高粉床的稳定性。通过形成网状骨架，超过95％的粉末在成形过程中不接受高能电子束的直接辐照，粉末重复利用性能大幅提升。

An additive manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造方法
本专利技术涉及增材制造
，尤其涉及一种增材制造方法。
技术介绍
增材制造技术(也成为3D打印技术)是利用高能量电子束的可控偏转，实现对金属粉末床中特定区域的辐照，从而实现目标区域的熔化/烧结，获得致密的金属产品的一种技术。当利用高能量电子束直接辐照粉末床时，松散的粉末床容易出现局部电荷堆积，从而使相邻粉末带同种电荷而产生排斥力。这会破坏粉末床的稳定性，造成粉末的飞散。粉末漂浮于粉末床上方形成的颗粒云会引发一系列问题，包括电子束的激发与传输、真空室的污染、检测信号的干扰等，从而造成成形过程被迫中断。此过程通常被称为“吹粉”。现有的解决吹粉的手段是：在高能电子束辐照粉末床以实现局部固化的步骤之前，首先利用受控且适当的电子束，针对成形件位置及邻近范围内进行均匀作用，通过调整电子束电流、电子速度、电子束扫描速度以及粉末的电导率，实现粉末床的“假烧结”，以提高粉末颗粒之间的电导率。利用这种解决手段，可以成功地抑制粉末的吹粉问题，但针对整个粉床范围的大面积粉床的整体“假烧结”方式，其存在有成形效率的降低、粉末多次重复使用后性能下降的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种增材制造方法，能够提高成形效率，且粉末重复利用性能可大幅提升。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种增材制造方法，包括：获取待加工零件于当前粉末层中的二维轮廓信息，并根据所述二维轮廓信息确定所述待加工零件于当前粉末层的边缘；根据所述边缘确定骨架形成区域，所述骨架形成区域围绕所述边缘且与所述边缘之间具有间隔；在进行所述待加工零件于当前粉末层的成形之前，对所述骨架形成区域内的粉末层进行扫描固化以形成网状骨架。作为优选，相邻两层所述网状骨架中，其中一层所述网状骨架相较于另一层所述网状骨架转动预设角度θ。作为优选，所述预设角度θ为0°-5°。作为优选，所述网状骨架包括多个网格单元，沿远离所述边缘的方向，所述网格单元的大小逐渐变大。作为优选，沿远离所述边缘的方向，外侧的所述网格单元的边长为紧邻所述边缘的所述网格单元的边长的1-10倍。作为优选，紧邻所述边缘的所述网格单元的边长为0.05mm-2mm。作为优选，所述网格单元呈矩形形状或蜂窝状。作为优选，所述待加工零件具有内腔时，所述边缘包括内侧边缘和外侧边缘，所述内侧边缘的内侧和所述外侧边缘的外侧均设有所述骨架形成区域。作为优选，所述网格单元的壁厚不大于0.1mm。作为优选，所述间隔的数值为0-5mm。本专利技术的有益效果：进行待加工零件的成形之前，先于粉末层上固化出网状骨架，保证粉末层各区域与成形底板之间的连通性，能够将粉末层各区域产生的聚集电荷经网状骨架导入成形底板，从而避免吹粉现象产生，提高粉床的稳定性和成形效率。相较于现有在固化目标区域前均匀的作用于全部粉床区域，本专利技术仅需熔化少量的粉末以形成网状骨架，效率大幅提升。此外，通过上述网状骨架将聚集电荷导入成形底板的同时，其能够高效均匀的提升粉末层的温度，进而使得增材制造更加稳定，成形效率和良品率更高。通过形成网状骨架，超过95％的粉末在成形过程中不接受高能电子束的直接辐照，粉末重复利用性能大幅提升。附图说明图1是本专利技术提供的增材制造方法的流程图；图2是本专利技术显示有网状骨架的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。本专利技术提供一种增材制造方法，其能够解决现有技术吹粉的问题，且能够提高粉床的稳定性以及成形效率。具体的，如图1所示，该增材制造方法包括以下步骤：S1、获取待加工零件于当前粉末层中的二维轮廓信息，并根据二维轮廓信息确定待加工零件于当前粉末层的边缘。在进行待加工零件的增材制造时，电子枪发射的高能电子束根据制定的扫描路径，逐层熔化沉积通过刮粉器铺设的预合金化金属粉末薄层，层层堆积得到三维合金部件(即待加工零件)。因此，在每层粉末层中，都会进行一次熔化扫描。本步骤中，即是获取待加工零件在当前粉末层中的位置，并根据该位置获得待加工零件于当前粉末层中的二维轮廓信息，该二维轮廓信息可以包括边缘位置信息、坐标信息、尺寸信息等。本步骤中主要获取的是边缘位置信息，随后根据该边缘位置信息确定待加工零件于当前粉末层的边缘。本实施例中，当待加工零件为实心零件时，上述边缘即为待加工零件的外边缘。当待加工零件为空心零件(如具有通孔或内腔)时，上述边缘可以是外侧边缘和/或内侧边缘。S2、根据边缘确定骨架形成区域，骨架形成区域围绕边缘且与边缘之间具有间隔。在确定待加工零件于当前粉末层的边缘后，根据该边缘进行骨架形成区域的确定，具体的该骨架形成区域可以是矩形区域也可以是圆形区域。当待加工零件为实心零件时，骨架形成区域包围上述边缘且与边缘之间具有间隔(图2所示的状态)。当待加工零件为空心零件时，根据需要，于外侧边缘外设有骨架形成区域，该骨架形成区域包围外侧边缘且与外侧边缘之间具有间隔。于内侧边缘内设有骨架形成区域，该骨架形成区域被内侧边缘包围且与内侧边缘之间具有间隔。S3、在进行待加工零件于当前粉末层的成形之前，对骨架形成区域内的粉末层进行扫描固化以形成网状骨架。即在限定好骨架形成区域后，开始网状骨架的构建。本步骤中，是在待加工零件于当前粉末层的成形之前进行网状骨架的构建。具体是通过电子束对骨架形成区域内的粉末层进行扫描固化以形成网状骨架。通过形成的网状骨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造方法，其特征在于，包括：/n获取待加工零件于当前粉末层中的二维轮廓信息，并根据所述二维轮廓信息确定所述待加工零件于当前粉末层的边缘；/n根据所述边缘确定骨架形成区域，所述骨架形成区域围绕所述边缘且与所述边缘之间具有间隔；/n在进行所述待加工零件于当前粉末层的成形之前，对所述骨架形成区域内的粉末层进行扫描固化以形成网状骨架。/n

【技术特征摘要】
1.一种增材制造方法，其特征在于，包括：
获取待加工零件于当前粉末层中的二维轮廓信息，并根据所述二维轮廓信息确定所述待加工零件于当前粉末层的边缘；
根据所述边缘确定骨架形成区域，所述骨架形成区域围绕所述边缘且与所述边缘之间具有间隔；
在进行所述待加工零件于当前粉末层的成形之前，对所述骨架形成区域内的粉末层进行扫描固化以形成网状骨架。


2.根据权利要求1所述的增材制造方法，其特征在于，相邻两层所述网状骨架中，其中一层所述网状骨架相较于另一层所述网状骨架转动预设角度θ。


3.根据权利要求2所述的增材制造方法，其特征在于，所述预设角度θ为0°-5°。


4.根据权利要求1-3任一所述的增材制造方法，其特征在于，所述网状骨架包括多个网格单元，沿远离所述边缘的方向，所述网格单元的大小逐渐变大。

<...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚文斌，郭超，马旭龙，
申请(专利权)人：天津清研智束科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12