选区激光熔化复合在线轧制的增材制造工艺及设备制造技术

本申请提供了选区激光熔化复合在线轧制的增材制造工艺，相比于传统的选区激光熔化工艺，增加了在线轧制工序，能够有效降低成形件内部孔隙率和微裂纹，细化组织，改变残余应力状态。本发明专利技术还提供了选区激光熔化复合在线轧制的增材制造设备，包括机架、成形缸、成形工作台和复合铺粉装置；复合铺粉装置包括外壳、铺粉轧制组件和摇杆滑块机构；铺粉轧制组件位于所述外壳内部；摇杆滑块机构位于所述外壳外部；通过摇杆滑块机构控制铺粉轧制组件完成铺粉状态和轧制状态的切换，使得复合铺粉装置能够实现铺粉和在线轧制两种工作状态。

Additive manufacturing process and equipment for selective laser melting and online rolling

【技术实现步骤摘要】
选区激光熔化复合在线轧制的增材制造工艺及设备
本专利技术涉及增材制造领域，尤其涉及一种选区激光熔化复合在线轧制的增材制造工艺及设备。
技术介绍
选区激光熔化(SLM)是一种基于粉末床的增材制造工艺，利用高能激光束作为能量源，依据零部件三维模型的切片信息规划激光扫描路径，使金属粉末材料逐层熔化，凝固后形成具有特定截面形状的沉积层，经多层沉积后实现复杂三维零部件的直接制造。相比于其它增材制造工艺，SLM技术优点突出。一方面，适用于制造任意复杂形状金属零部件。另一方面，激光熔化粉末层产生的熔池尺寸小，高冷速有利于细化材料微观组织，获得良好的力学性能。虽然近些年SLM技术发展迅速，商业用途越来越广泛，但通过其制造的零件依然存在孔隙率高、微观组织不均和微裂纹萌生等问题，影响了零件的综合性能。目前，影响孔隙率、微观组织均匀性的因素非常复杂，为降低孔隙率等缺陷、改善内部微观组织，只能通过大量的工艺试验进行试错优化，工艺优化和制造成本高，且制造的零件的性能稳定性差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种轧制复合选区激光熔化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选区激光熔化复合在线轧制的增材制造工艺，其特征在于：包括如下步骤：/nS1、将所需加工零件的三维模型导入工艺规划与切片软件，然后进行模型修复、添加支撑等模型前处理；然后设定工艺参数，包括铺粉参数、轧制参数、激光参数和环境参数；所述轧制参数包括轧制速度、轧制压下量和轧制次数；最后进行切片处理，得到加工文件；/nS2、成形工作台移动至平台Z轴原点；铺粉装置位置初始化；将加工文件导入增材制造设备的工控机，由工控机中的控制软件读取加工文件，然后控制送粉装置、铺粉装置、激光系统、轧制装置及成形工作台协同运动。/n

【技术特征摘要】
1.一种选区激光熔化复合在线轧制的增材制造工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、将所需加工零件的三维模型导入工艺规划与切片软件，然后进行模型修复、添加支撑等模型前处理；然后设定工艺参数，包括铺粉参数、轧制参数、激光参数和环境参数；所述轧制参数包括轧制速度、轧制压下量和轧制次数；最后进行切片处理，得到加工文件；
S2、成形工作台移动至平台Z轴原点；铺粉装置位置初始化；将加工文件导入增材制造设备的工控机，由工控机中的控制软件读取加工文件，然后控制送粉装置、铺粉装置、激光系统、轧制装置及成形工作台协同运动。


2.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化复合在线轧制的增材制造工艺，其特征在于：所述协同运动的工作步骤如下：
①成形工作台下降一个粉层厚度；
②送粉装置输送一定量的粉末至铺粉装置的粉仓中；
③铺粉装置以铺粉工作模式水平运动，实现均匀铺粉；
④机器自动检查铺粉质量，若铺粉不均匀，则控制铺粉装置重新铺粉；
⑤激光系统工作，打开激光束，按照加工文件中的扫描路径熔化粉层，形成单层沉积层；单层路径扫描结束后，激光束自动关闭；
⑥循环执行步骤①-⑤若干次，形成若干层沉积层；
⑦成形工作台上升预设轧制压下量，控制铺粉装置切换成轧制工作模式，按照预设的轧制速度进行水平运动，对沉积层进行轧制；
⑧重复步骤⑦直至达到预设的轧制次数；
而后不断重复步骤①-⑧，直至完成整个零件的增材制造。


3.一种实现权利要求1或2所述的选区激光熔化复合在线轧制的增材制造工艺的选区激光熔化复合在线轧制的增材制造设备，其特征在于：包括机架(1)、成形缸(2)、成形工作台(3)和复合铺粉装置；所述成形工作台(3)可在所述成形缸(2)内上下滑动；所述机架(1)两个相对的侧壁上均固定连接有两个凸块(18)；所述复合铺粉装置包括外壳(4)、铺粉轧制组件和摇杆滑块机构；所述铺粉轧制组件位于所述外壳内部；所述摇杆滑块机构位于所述外壳外部；
所述外壳(4)由上...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆鑫，李萌蘖，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53