一种粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法技术

本发明专利技术提供的一种粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法，将翼面分为上模和下模，通过3D打印技术+钎焊的形式制造翼面，本发明专利技术通过利用粘结剂喷射金属3D打印技术的优势，来实现翼面的快速成形，通过烧结工艺保证了翼面内部骨架的致密度，相对于传统工艺降低了工序和加工时间，减少了加工成本。减少了加工成本。减少了加工成本。

A manufacturing method of adhesive sprayed metal 3D printing airfoil

【技术实现步骤摘要】
一种粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法。

技术介绍

[0002]目前翼面的制造方式以传统的机械加工模式为主，其首先加工骨架，然后在骨架上铆接蒙皮的制造方式来制造翼面，传统制造方式的缺点为：传统的翼面制造方式是利用机械加工的方法制造骨架，生产周期长，工序繁复，人工成本大，由于机械加工的骨架和蒙皮强度差，无法满足翼面高速飞行状态下对于高强度的需求。
[0003]如公开号为CN114192801A的种基于增材制造的三维双连通结构复合材料的制备方法，通过建立三维模型后切片分层，然后通过3D打印形成骨架结构，但其每层粉末均需要通过激光束来熔化成型，工序复杂，并且其每层熔化后在烧结导致骨架的致密程度不高。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法。
[0005]本专利技术通过以下技术方案得以实现。
[0006]本专利技术提供的一种粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法，将翼面分为上模和下模，上模为蒙皮，下模通过3D打印成型，其下模的工艺步骤为：
[0007]S1、将下模模型在Magics软件中进行分层切片，并得到每层切面的轮廓数据及填充扫描路径；
[0008]S2、打印设备使用合金粉末打印得到下模初坯；
[0009]S3、将下模初坯进行低温预烧结；
[0010]S4、进行高温烧结；
[0011]S5、将下模朝骨架方向的平面打磨光滑，在上模焊接上模。
[0012]所述分层切片每层厚度为0.05
‑
0.09mm，对上模的三维模型自下而上进行分割。
[0013]所述打印设备打印过程为：
[0014]S21、将合金粉末加入粉末仓；
[0015]S22、调平棍将合金粉末推送到打印仓形成一层粉层；
[0016]S23、喷墨头根据切片的形状喷射树脂合金粉末粘结，完成一个切片的打印；
[0017]S24、打印仓下降0.05
‑
0.09mm；
[0018]S25、重复步骤S22
‑
S24至初胚打印完成。
[0019]所述调平辊的移动速度为18
‑
24mm/s，粉层的厚度为0.05
‑
0.09mm，喷吗墨头每次的喷墨量为40
‑
45μl，树脂的浓度为22
‑
25％，树脂的粘度/张力比比为2.5/23。
[0020]所述合金粉末成分的质量百分比为Ni：52.6％、Nb：5.25％、Mo：3.19％、Cr：19.47％、Al：0.51％、Ti：0.91％、Co：0.01％、B：＜0.005％、Si：0.11％、Mn：＜0.005％、Mg：0.0093％、C：0.024％、S：＜0.003％、P＜0.005％、Fe：bal。
[0021]所述合金粉末的粒径小于25μm。
[0022]所述低温预烧结前使用20℃温度烘烤初坯4h，然后以180
‑
220℃温度烧结4h。
[0023]所述高温烧结使用波段升温，首先使用3.5
‑
4℃/min的速度升到250℃，保温30min，然后以3.5
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4℃/min的速度升到550℃，保温50mmin，以4
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4.5℃/min速度升温到980℃，保温50min后以5
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5.5℃/min的速度升温到1250℃，保温60min后以1.5
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2℃/min的速度升温到1320℃，保温120min后以2.5
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3℃/min的速度降温至1050℃，保温90min后以1.7
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2℃/min降温至750℃，保温60min后以2.5
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3℃/min的速度降温至450℃，保温50min后以3.5
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4℃/min的速度降温至120℃，保温30min后降至室温。在炉温升温过程中，炉温显示的热电偶的温度，零件区域的实际温度需要一定的升温时间，如不采用温度波段上升，则会出现零件在炉内受热温度没有达到使用显示温度，导致零件没有达到完全烧结的效果。在降温过程中，如降温速率过快，则会导致零件的变形，使得零件烧结失败。且在高温烧结过程中，粘接剂树脂会在高温环境下从翼面中溢出，并随着抽真空过程抽出炉外，同时在高温环境下，金属粉末发生冶金结合，形成致密的实体翼面零件。
[0024]所述焊接过程中使用BNi82CrSiB钎料，钎焊温度为1105～1120℃，钎焊时间为30～50min，钎焊缝隙为15～23μm。
[0025]本专利技术的有益效果在于：通过利用粘结剂喷射金属3D打印技术，不需要对每层切片进行熔化成型，利用粘结的方式快速成形翼面，然后通过烧结工艺保证了翼面内部骨架的致密度，相对于传统工艺降低了工序和加工时间，减少了加工成本。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的翼面下模结构示意图；
[0027]图2是本专利技术的翼面结构示意图；
[0028]图3是本专利技术的翼面下模分层切片结构示意图；
[0029]图4是本专利技术的实施例3烧结温度曲线图；
[0030]图5是本专利技术的实施例4烧结温度曲线图；
[0031]图6是本专利技术的实施例3和实施例4形成的翼面下模性能对比曲线。
具体实施方式
[0032]下面进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0033]一种粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法，将翼面分为上模和下模，上模为蒙皮，下模通过3D打印成型，其下模的工艺步骤为：
[0034]S1、将下模模型在Magics软件中进行分层切片，并得到每层切面的轮廓数据及填充扫描路径；
[0035]S2、打印设备使用合金粉末打印得到下模初坯；
[0036]S3、将下模初坯进行低温预烧结；
[0037]S4、进行高温烧结；
[0038]S5、将下模朝骨架方向的平面打磨光滑，在上模焊接上模。
[0039]所述分层切片每层厚度为0.05
‑
0.09mm，对上模的三维模型自下而上进行分割。
[0040]所述打印设备打印过程为：
[0041]S21、将合金粉末加入粉末仓；
[0042]S22、调平棍将合金粉末推送到打印仓形成一层粉层；
[0043]S23、喷墨头根据切片的形状喷射树脂合金粉末粘结，完成一个切片的打印；
[0044]S24、打印仓下降0.05
‑
0.09mm；
[0045]S25、重复步骤S22
‑
S24至初胚打印完成。
[0046]所述调平辊的移动速度为18
‑
24mm/s，粉层的厚度为0.05
‑
0.09mm，喷吗墨头每次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法，将翼面分为上模和下模，上模为蒙皮，下模通过3D打印成型，其下模的工艺步骤为：S1、将下模模型在Magics软件中进行分层切片，并得到每层切面的轮廓数据及填充扫描路径；S2、打印设备使用合金粉末打印得到下模初坯；S3、将下模初坯进行低温预烧结；S4、进行高温烧结；S5、将下模朝骨架方向的平面打磨光滑，在上模焊接上模。2.如权利要求1所述的粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法，其特征在于：所述分层切片每层厚度为0.05
‑
0.09mm，对上模的三维模型自下而上进行分割。3.如权利要求1所述的粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法，其特征在于：所述打印设备打印过程为：S21、将合金粉末加入粉末仓；S22、调平棍将合金粉末推送到打印仓形成一层粉层；S23、喷墨头根据切片的形状喷射树脂合金粉末粘结，完成一个切片的打印；S24、打印仓下降0.05
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0.09mm；S25、重复步骤S22
‑
S24至初胚打印完成。4.如权利要求3所述的粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法，其特征在于：所述调平辊的移动速度为18
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24mm/s，粉层的厚度为0.05
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0.09mm，喷吗墨头每次的喷墨量为40
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45μl，树脂的浓度为22
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25％，树脂的粘度/张力比比为2.5/23。5.如权利要求3所述的粘结剂喷射金属3D打印翼面的制造方法，其特征在于：所述合金粉末成分的质量百分比为Ni：52.6％、Nb：5.25％、Mo：3.19％、Cr：19.47％、Al：0.51％、Ti：0.91％、Co：0.01％、B：＜0.005％...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾炅昱，王长印，石海，马磊，钟智，黄斌，
申请(专利权)人：贵州航天风华精密设备有限公司，
类型：发明
国别省市：