复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法及三维成型装置制造方法及图纸

一种复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法，包括：获取零件的片层信息；控制第一激光根据获取的片层信息熔融物料，形成零件薄层；控制第二激光根据获取的片层信息切割所述零件薄层；重复上述从“获取零件的片层信息”至“控制第二激光根据获取的片层信息切割所述零件薄层的边缘轮廓”的步骤直至零件成型完成。所述复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法通过第一激光进行增材制造，再配合第二激光对每层零件薄层的切割，有效提高零件的加工精度和效率，开辟了一种全新的复杂内腔、深孔、到锥孔、薄壁等特殊结构的制备方法，弥补了现有三维成型技术的加工精度相对低的缺点。本发明专利技术还提供一种三维成型装置，用于实现所述复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法。壁零件的制备方法。壁零件的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法及三维成型装置


[0001]本专利技术涉及三维成型领域，尤其涉及一种复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法及三维成型装置。

技术介绍

[0002]三维成型技术是融合了多种现代科学技术而发展起来的先进智能制造方法，它是通过获取零件信息，并在热源作用下通过逐层增材制造的方法成形任意复杂零件，已广泛应用于模具制造、航空航天、医疗器械、工业验证、手板制造、模型设计、艺术创作、汽车、电子及教育科研等行业领域。
[0003]但是，现有的三维成型技术制造出的工件尺寸精度及表面粗糙度往往难以满足精密零部件的加工要求，需要在增材制造成型完成后将产品转移到机械加工设备中进行再次加工，降低加工效率。

技术实现思路

[0004]鉴于上述状况，有必要提供一种能够提高零件加工精度的复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法和装置。
[0005]一种复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法，包括：
[0006]获取零件的片层信息；
[0007]控制第一激光根据获取的片层信息熔融物料，形成零件薄层；
[0008]控制第二激光根据获取的片层信息切割所述零件薄层的边缘轮廓；
[0009]重复上述从“获取零件的片层信息”至“控制第二激光根据获取的片层信息切割所述零件薄层的边缘轮廓”的步骤直至零件成型完成。
[0010]优选地，所述步骤“所述第二激光根据获取的片层信息切割所述零件薄层”包括：
[0011]根据获取的片层信息确定切割余量；
[0012]控制第二激光根据所述切割余量切割所述零件薄层的边缘轮廓。
[0013]优选地，所述步骤“第二激光根据所述切割余量切割所述零件薄层的边缘轮廓”包括：
[0014]根据所述切割余量和物料性能确定第二激光的切割次数；
[0015]控制第二激光按照预定规则分多次切割所述零件薄层的边缘轮廓。
[0016]优选地，所述步骤“第二激光按照预定规则分多次切割所述零件薄层的边缘轮廓”包括：
[0017]检测第二激光单次切割的实际切割量；
[0018]若所述实际切割量小于一预设范围，控制第二激光继续切割所述零件薄层的边缘轮廓；
[0019]若所述实际切割量达到所述预设范围，控制第二激光完成切割。
[0020]优选地，在所述步骤“第二激光继续切割所述零件薄层的轮廓”之前还包括步骤：
[0021]根据所述实际切割量修正第二激光的能量参数。
[0022]优选地，在步骤“控制第二激光根据获取的片层信息切割所述零件薄层的边缘轮廓”之后还包括：
[0023]判断切割后的零件薄层是否包括所述零件的上表面；若包括所述零件的上表面，则对所述上表面进行机械加工。
[0024]优选地，所述复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法在零件成型完成之后还包括步骤：
[0025]根据获取的片层信息确定与成型平台相背的零件表面；
[0026]对所述与成型平台平行的零件表面进行机械加工。
[0027]优选地，所述第一激光为连续激光，激光功率为100-1000W，扫描速度为1000-6000mm/s；所述第二激光为脉冲激光，激光功率为5-200W。
[0028]一种三维成型装置，所述三维成型装置用于实现上述任一项所述的复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法，所述三维成型装置包括：
[0029]第一激光组件，用于发射第一激光以熔融物料，形成零件薄层；
[0030]第二激光组件，用于发射第二激光以切割所述零件薄层的边缘轮廓；和
[0031]控制单元，电连接所述第一激光组件和所述第二激光组件，所述控制单元根据需要成型的零件信息切换所述第一激光和所述第二激光，并控制所述第一激光和所述第二激光的能量。
[0032]优选地，所述三维成型装置还包括：
[0033]机械加工组件，与所述控制单元电连接，所述机械加工组件用于加工零件上的与成型平台相背的表面；和
[0034]光学检测组件，与所述控制单元电连接，所述光学检测组件用于检测第二激光的实际切割量。
[0035]上述复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法和装置通过第一激光进行增材制造，再配合第二激光对每层零件薄层的切割，有效提高零件的加工精度和效率。
附图说明
[0036]图1为复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法在一实施例中的流程图。
[0037]图2为复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法在另一实施例中的流程图。
[0038]图3为需要三维成型的零件在一实施例中的结构示意图。
[0039]图4为三维成型装置在一实施例中的结构框图。
[0040]主要元件符号说明：
[0041]成型平台1零件2上表面21外表面22三维成型装置3控制单元31第一激光组件32
第二激光组件33机械加工组件34光学检测组件35物料供给组件36
具体实施方式：
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0043]实施例一
[0044]请参阅图1和图3，需要成型的零件2是在具有气体保护和循环净化烟尘的成型室内按照预设的参数进行逐层成型的。进行三维成型使用的物料优选为粉末材料，可以是金属粉末。金属粉末包括不锈钢、模具钢、钛合金、铝合金、贵金属等材料。零件的复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法包括下述步骤：
[0045]步骤S1，获取零件的片层信息。
[0046]具体地，将需要成型的零件三维模型导入到一三维成型控制系统中，依靠系统程序获取零件的片层信息，用于后续的逐层成型工作。需要成型的零件可以具有异形内腔、薄壁、倒锥孔、深孔等普通机械加工难以制造的特殊结构。
[0047]步骤S2，第一激光根据获取的片层信息熔融物料，形成零件薄层。
[0048]具体地，三维成型控制系统根据获取的片层信息在铺设对应的物料粉末，然后使用第一激光根据获取的片层信息熔融铺设好的物料粉末，形成零件薄层。其中，当所述零件薄层为第一层零件薄层时，所述零件薄层形成在成型平台上；当所述零件薄层不是第一层零件薄层时，所述零件薄层形成在前一层零件薄层上。零件薄层的厚度根据物料的材料性能和第一激光的工艺参数决定，并且零件薄层的厚度参数包括在零件的片层信息中。第一激光为连续激光，激光功率为100-1000W，扫描速度为1000-6000mm/s，光斑直径控制在60-150μm之间。
[0049]步骤S3，第二激光根据获取的片层信息切割所述零件薄层的边缘轮廓。
[0050]具体地，单层零件薄层完成制造后，三维成型系统迅速切换光源，将第一激光切换为第二激光，第二激光用于切割所述零件薄层的边缘轮廓，对零件薄层的轮廓进行微加工，保证每本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法，其特征在于，包括：获取零件的片层信息；控制第一激光根据获取的片层信息熔融物料，形成零件薄层；控制第二激光根据获取的片层信息切割所述零件薄层的边缘轮廓；重复上述从“获取零件的片层信息”至“控制第二激光根据获取的片层信息切割所述零件薄层的边缘轮廓”的步骤直至零件成型完成。2.如权利要求1所述的复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法，其特征在于，所述步骤“所述第二激光根据获取的片层信息切割所述零件薄层”包括：根据获取的片层信息确定切割余量；控制第二激光根据所述切割余量切割所述零件薄层的边缘轮廓。3.如权利要求2所述的复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法，其特征在于，所述步骤“第二激光根据所述切割余量切割所述零件薄层的边缘轮廓”包括：根据所述切割余量和物料性能确定第二激光的切割次数；控制第二激光按照预定规则分多次切割所述零件薄层的边缘轮廓。4.如权利要求3所述的复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法，其特征在于，所述步骤“第二激光按照预定规则分多次切割所述零件薄层的边缘轮廓”包括：检测第二激光单次切割的实际切割量；若所述实际切割量小于一预设范围，控制第二激光继续切割所述零件薄层的边缘轮廓；若所述实际切割量达到所述预设范围，控制第二激光完成切割。5.如权利要求4所述的复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法，其特征在于，在所述步骤“第二激光继续切割所述零件薄层的轮廓”之前还包括步骤：根据所述实际切割量修正第二激光的能量参数。6.如权利要求1所述的复杂内腔或精密薄壁零件的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建业，黄如周，高文华，徐卡里，关子民，胡高峰，牛留辉，陈俊锛，朱昊威，
申请(专利权)人：珠海格力精密模具有限公司，
类型：发明
国别省市：