增材制造的构件及其增材制造方法技术

一种增材制造的构件及其增材制造方法，所述增材制造的构件至少包括构成成分呈梯度变化的部分，通过采用两个以上送粉桶在线同步输送两种以上原料粉末经增材制造设备逐层固化/烧结/熔覆得到，其中一个送粉桶中的原料粉末中至少同时包括第一构成成分和第二构成成分，另一送粉桶中的原料粉末中至少包括第一构成成分和第二构成成分中的一种，通过采用两个以上送粉桶在线同步输送两种以上原料粉末经增材制造设备逐层固化/烧结/熔覆得到上述第一构成成分和第二构成成分呈梯度变化的部分。通过本发明专利技术的方案获得了更均匀的组织结构，对于包含金属的功能性材料，通过金属合金化处理预先结合一定比例的需要变换配比的构成成分，得到的产品机械性能更优。

【技术实现步骤摘要】
增材制造的构件及其增材制造方法
本专利技术涉及增材制造
，特别涉及一种增材制造的构件及其增材制造方法。
技术介绍
采用增材制造方法制作具有梯度的功能性材料是近年来发展起来的一种方法，中国专利技术专利公开号CN103317590A公开了一种激光3D打印陶瓷功能梯度结构件的方法，利用激光3D打印系统以不同的陶瓷粉末为原料增材成形功能梯度结构件，具体步骤是：将两种或两种以上的陶瓷粉末干燥处理后分别放入送粉器不同的粉筒中，以惰性气体作为送粉和保护气体，利用高能激光束在基板上或前一沉积层上形成熔池并熔化注入熔池的陶瓷粉末，随着激光头的移动得到设计的单层轮廓，并通过层层沉积的方式得到最终的陶瓷结构，成形过程中通过控制不同粉末的送粉量实时改变组分配比，实现陶瓷结构件各位置材料组分及功能的梯度变化。上述专利公开的是一种激光3D打印陶瓷功能梯度结构件的方法，其利用的通过控制不同粉末的送粉量实时改变组分配比的思想也逐渐开始应用到包括金属材料的增材制造中，并相继出现了一些现有技术，中国专利技术专利公开号CN104439243A涉及利用相同思想制备金属梯度材料，中国专利技术专利公开号CN103121103A涉及利用相同思想制备金属-陶瓷多维度功能梯度结构件，但目前该技术的应用均存在一个问题，那就是不同粉末成分混合的均匀性问题，因为这些现有技术中为了实现要变化配比的不同组分，这些组分需要事先严格放在不同的粉筒中，在通过管道输送这些组分时才开始混合，不但在短暂的混合时间内让这些组分充分混合是不容易的，粉末材料初始状态的差异也会阻碍不同组分的混合。除了混合的均匀性，更重要的是，多数功能性材料尤其是金属功能性材料，其内在性能需要不同组分实现充分的分子级或原子级结合、化合或晶态转变，协同发挥作用，仅仅达到了混合的均匀性也不足以得到性能优良的产品。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种增材制造的构件及其增材制造方法，通过预先混合或结合部分在增材制造中需要变换配比的构成成分，再使用这些预先混合或结合的构成成分与具有不同构成的其他单一成分或组合成分来进行逐层的配比变换，实现构成成分的梯度变化，能显著改善成分混合的均匀性，尤其是对于金属成分而言，还能够根据产品性能需要，实现不同成分的预结合。本专利技术的目的是通过下面的技术方案实现的。一种增材制造的构件，至少包括构成成分呈梯度变化的部分，所述构成成分呈梯度变化的部分通过采用两个以上送粉桶在线同步输送两种以上原料粉末经增材制造设备逐层固化/烧结/熔覆得到，所述构成成分至少包括第一构成成分和第二构成成分，所述两种以上原料粉末至少包括第一原料粉末和第二原料粉末，所述两个以上送粉桶至少包括用于盛放第一原料粉末的第一送粉桶和用于盛放第二原料粉末的第二送粉桶，所述第一送粉桶中的第一原料粉末中至少同时包括第一构成成分和第二构成成分，所述第二送粉桶中的第二原料粉末中至少包括第一构成成分和第二构成成分中的一种，通过采用上述第一送粉桶和第二送粉桶在线同步输送上述第一原料粉末和第二原料粉末经增材制造设备逐层固化/烧结/熔覆得到上述第一构成成分和第二构成成分呈梯度变化的部分。根据上述增材制造的构件，所述第一送粉桶中的第一原料粉末中同时包括第一构成成分和第二构成成分，所述第二送粉桶中的第二原料粉末中包括第一构成成分和第二构成成分中的一种。根据上述增材制造的构件，所述第一送粉桶中的第一原料粉末中同时包括第一构成成分和第二构成成分，所述第二送粉桶中的第二原料粉末中同时包括第一构成成分和第二构成成分。根据上述增材制造的构件，所述同时包括第一构成成分和第二构成成分是通过将第一构成成分和第二构成成分预先混合或者将第一构成成分和第二构成成分预先结合的方式实现。根据上述增材制造的构件，所述第一构成成分和第二构成成分包括金属成分，所述同时包括第一构成成分和第二构成成分是通过将第一构成成分和第二构成成分预先结合的方式实现。根据上述增材制造的构件，所述预先结合的方式为金属合金化处理。一种上述构件的增材制造方法，包括：步骤S，通过采用两个以上送粉桶在线同步输送两种以上原料粉末经增材制造设备逐层固化/烧结/熔覆制造构成成分呈梯度变化的部分；其中，所述构成成分至少包括第一构成成分和第二构成成分，所述两种以上原料粉末至少包括第一原料粉末和第二原料粉末，所述两个以上送粉桶至少包括用于盛放第一原料粉末的第一送粉桶和用于盛放第二原料粉末的第二送粉桶；所述第一送粉桶中的第一原料粉末中至少同时包括第一构成成分和第二构成成分，所述第二送粉桶中的第二原料粉末中至少包括第一构成成分和第二构成成分中的一种，通过采用上述第一送粉桶和第二送粉桶在线同步输送上述第一原料粉末和第二原料粉末经增材制造设备逐层固化/烧结/熔覆得到上述第一构成成分和第二构成成分呈梯度变化的部分。根据上述增材制造方法，所述第一构成成分和第二构成成包括金属成分，在所述步骤S之前还包括：步骤S′，通过将第一构成成分和第二构成成分预先混合或者将第一构成成分和第二构成成分预先结合的方式得到同时包括第一构成成分和第二构成成分的原料粉末。根据上述增材制造方法，所述步骤S′中通过将第一构成成分和第二构成成分预先结合的方式得到同时包括第一构成成分和第二构成成分的原料粉末，所述预先结合的方式为金属合金化处理。根据上述增材制造方法，所述增材制造方法采用同步送粉的激光烧结/熔化工艺或电子束烧结/熔化工艺。本专利技术取得了如下技术效果。现有技术无论是制作陶瓷功能梯度结构件、金属梯度金属结构件、还是金属-陶瓷多维度功能梯度结构件，成形过程中通过控制不同粉末的送粉量实时改变组分配比时都是将不同组分事先严格放在不同的粉筒中，在通过管道输送这些组分时才开始混合，不但在短暂的混合时间内让这些组分充分混合是不容易的，粉末材料初始状态的差异也会阻碍不同组分的混合，本专利技术通过预先混合或结合部分在增材制造中需要变换配比的构成成分，再使用这些预先混合或结合的构成成分与具有不同构成的其他单一成分或组合成分来进行逐层的配比变换，实现构成成分的梯度变化，能显著改善成分混合的均匀性，而且，多数功能性材料尤其是金属功能性材料，其内在性能需要不同组分实现充分的分子级或原子级结合、化合或晶态转变，协同发挥作用，采用本专利技术的方案，还能够根据产品性能需要，实现不同成分的预结合(金属合金化处理)。附图说明图1为现有技术制备功能梯度结构件的粉末成分配比原理。图2为本专利技术制备功能梯度结构件的一种粉末成分配比原理。图3为本专利技术制备功能梯度结构件的另一种粉末成分配比原理。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本专利技术作出进一步阐述，为了便于对本专利技术的技术方案作出更详细的说明，在具体实施方式中仅列举最简单的通过采用两个送粉桶输送两种原料粉末以实现本专利技术技术目的示例。如下：一种增材制造的构件，包括构成成分呈梯度变化的部分，所述构成成分呈梯度变化的部分通过采用两个送粉桶在线同步输送两种原料粉末经增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造的构件，至少包括构成成分呈梯度变化的部分，所述构成成分呈梯度变化的部分通过采用两个以上送粉桶在线同步输送两种以上原料粉末经增材制造设备逐层固化/烧结/熔覆得到，所述构成成分至少包括第一构成成分和第二构成成分，所述两种以上原料粉末至少包括第一原料粉末和第二原料粉末，所述两个以上送粉桶至少包括用于盛放第一原料粉末的第一送粉桶和用于盛放第二原料粉末的第二送粉桶，其特征在于：所述第一送粉桶中的第一原料粉末中至少同时包括第一构成成分和第二构成成分，所述第二送粉桶中的第二原料粉末中至少包括第一构成成分和第二构成成分中的一种，通过采用上述第一送粉桶和第二送粉桶在线同步输送上述第一原料粉末和第二原料粉末经增材制造设备逐层固化/烧结/熔覆得到上述第一构成成分和第二构成成分呈梯度变化的部分。/n

【技术特征摘要】
1.一种增材制造的构件，至少包括构成成分呈梯度变化的部分，所述构成成分呈梯度变化的部分通过采用两个以上送粉桶在线同步输送两种以上原料粉末经增材制造设备逐层固化/烧结/熔覆得到，所述构成成分至少包括第一构成成分和第二构成成分，所述两种以上原料粉末至少包括第一原料粉末和第二原料粉末，所述两个以上送粉桶至少包括用于盛放第一原料粉末的第一送粉桶和用于盛放第二原料粉末的第二送粉桶，其特征在于：所述第一送粉桶中的第一原料粉末中至少同时包括第一构成成分和第二构成成分，所述第二送粉桶中的第二原料粉末中至少包括第一构成成分和第二构成成分中的一种，通过采用上述第一送粉桶和第二送粉桶在线同步输送上述第一原料粉末和第二原料粉末经增材制造设备逐层固化/烧结/熔覆得到上述第一构成成分和第二构成成分呈梯度变化的部分。


2.根据权利要求1所述的一种增材制造的构件，其特征在于：所述第一送粉桶中的第一原料粉末中同时包括第一构成成分和第二构成成分，所述第二送粉桶中的第二原料粉末中包括第一构成成分和第二构成成分中的一种。


3.根据权利要求1所述的一种增材制造的构件，其特征在于：所述第一送粉桶中的第一原料粉末中同时包括第一构成成分和第二构成成分，所述第二送粉桶中的第二原料粉末中同时包括第一构成成分和第二构成成分。


4.根据权利要求1-3任一项所述的一种增材制造的构件，其特征在于：所述同时包括第一构成成分和第二构成成分是通过将第一构成成分和第二构成成分预先混合或者将第一构成成分和第二构成成分预先结合的方式实现。


5.根据权利要求1-4任一项所述的一种增材制造的构件，其特征在于：所述第一构成成分和第二构成成分包括金属成分，所述同时包括第一构成成分和第二构成成分是通过将第一构成成分和第二构成成分预先结合的...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟兴旺，
申请(专利权)人：山东烁程智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37