一种基于增材制造与热等静压的零件成形方法及系统技术方案

本发明专利技术属于机械加工相关技术领域，其公开了一种基于增材制造与热等静压的零件成形方法，该方法首先对待成形零件进行成形应力分析，然后根据应力大小将待成形零件划分成多个离散的单元块和或中空的网格结构，采用增材制造方法制备上述单元块和或中空的网格结构，并在离散的单元块和或网格结构的外表面制备外壳，以作为热等静压所需的包套结构，通过外壳上的抽气口抽空单元块之间的和或网络结构内部的气体，而后将抽气口密封，最后进行热等静压处理，获得零件。本申请还提供了一种基于增材制造与热等静压的零件成形系统。本申请中的方法和系统既克服了现有技术中复杂包套的制备问题，又避免了现有零件制备过程中的应力分布不均的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于增材制造与热等静压的零件成形方法及系统
本专利技术属于机械加工相关
，更具体地，涉及一种基于增材制造与热等静压的零件成形方法及系统。
技术介绍
现有技术中的金属零件的直接增材制造方法(亦称为3D打印、增量制造或快速成形)主要是利用激光束、电子束、等离子束等高功率热源将粉材或丝材熔化并逐层快速凝固成形，最终得到致密复杂结构的零件。但是由于在逐层成形零件的反复急冷急热过程中，零件中产生大的不均匀应力集中可产生微观裂纹，严重的可导致整个零件在成形过程中或者成形后开裂。微观熔池冷却过程中产生的微裂纹、微观气孔会导致零件微观组织不均匀，进而导致零件性能，尤其是表面性能降低，这成为了本领域中该技术应用的瓶颈。热等静压成形是利用高温高压耦合加载，采用密闭包套将粉末、丝材、片材或块体等材料扩散连接成致密整体的技术，该技术具有零件组织细小、力学性能高、工艺流程短等优点，尤其适合大尺寸钛基、镍基高温合金等难加工贵重材料成形，受到国内外航空航天领域的广泛关注。但该技术难以成形诸如涡轮、叶片等薄壁复杂结构。同时，热等静压成形中，复杂结构包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于增材制造与热等静压的零件成形方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1，对待成形零件进行成形应力分析；/nS2，根据所述应力分析结果中应力大小将所述待成形零件划分成多个离散的单元块和/或中空的网格结构，其中，所述网格结构中每一网格上均具有多个孔，以使多个所述网格结构的中空部分相互贯通；/nS3，采用增材制造方法制备所述多个离散的单元块和/或中空的网格结构，并在所述离散的单元块和/或网格结构的外表面制备外壳，以作为热等静压所需的包套结构；/nS4，通过所述外壳上的抽气口抽空所述多个离散的单元块之间的和/或网络结构内部的气体，而后将抽气口密封；/nS5，对所述步骤S4所得结构进行热等静压...

【技术特征摘要】
1.一种基于增材制造与热等静压的零件成形方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，对待成形零件进行成形应力分析；
S2，根据所述应力分析结果中应力大小将所述待成形零件划分成多个离散的单元块和/或中空的网格结构，其中，所述网格结构中每一网格上均具有多个孔，以使多个所述网格结构的中空部分相互贯通；
S3，采用增材制造方法制备所述多个离散的单元块和/或中空的网格结构，并在所述离散的单元块和/或网格结构的外表面制备外壳，以作为热等静压所需的包套结构；
S4，通过所述外壳上的抽气口抽空所述多个离散的单元块之间的和/或网络结构内部的气体，而后将抽气口密封；
S5，对所述步骤S4所得结构进行热等静压处理，获得所述零件。


2.根据权利要求1所述的零件成形方法，其特征在于，所述步骤S2中，当根据应力大小将所述待成形零件划分成多个离散的单元块时，根据所述应力大小确定所述单元块的大小，所述单元块的大小与所述单元块所受的应力的大小成反比。


3.根据权利要求1或2所述的零件成形方法，其特征在于，多个所述离散的单元块之间通过点或筋连接。


4.根据权利要求1所述的零件成形方法，其特征在于，当根据应力大小将所述待成形零件划分成多个离散的单元块和中空的网格结构时，所述单元块之间通过所述网格结构连接，每一所述网格结构的宽度为0.1～2mm，所述网格结构的相对致密度为0.4～0.9。


5.根据权利要求1所述的零件成形方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛鹏举，史玉升，苏瑾，魏青松，刘洁，蔡超，滕庆，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42