一种对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法技术

本发明专利技术涉及一种对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法，包括以下步骤：S1，将旋压摩擦头套置在金属3D打印制件上；其中，所述旋压摩擦头具有一内凹且平整的开口，所述开口贴合金属3D打印制件的外形。S2，驱动所述旋压摩擦头对金属3D打印制件施加压力，并旋转所述旋压摩擦头对金属3D打印制件的表面进行摩擦，使金属3D打印制件的表面发热熔融。本方法在修复金属3D打印制件的表面粗糙度的同时使金属3D打印制件表面的晶格重组，使得金属3D打印制件表面致密化，得到表面致密的组织结构，从而提高金属3D打印制件的耐用性。金属3D打印制件的耐用性。金属3D打印制件的耐用性。

【技术实现步骤摘要】
一种对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法


[0001]本专利技术涉及3D打印
，特别涉及一种改善金属3D打印制件表面粗糙度和致密度的方法。

技术介绍

[0002]二十一世纪末以来，金属3D打印直接成形零件的方法在金属制造业中越来越重要。这种方法拥有快速制造出零件的优点，其产品覆盖机械结构件、电器零件、磁性零件、耐热零件等，并得到了广泛的应用。
[0003]金属3D打印直接成形的零件的其中一个显著特征为表面粗糙。表面粗糙会导致零件的力学性能、耐疲劳能力、耐腐蚀能力显著下降。因此，改善这类零件的表面粗糙度，成为当前金属3D打印成形领域面临的一大挑战。
[0004]表面粗糙大大降低了金属3D打印制件的各种性能，目前，金属3D打印制件普遍以手工打磨、喷砂或电解抛光等后处理方法改善表面粗糙程度的问题，但是这些方法都存在着一些缺点。
[0005]手工打磨:手工改善表面粗糙程度耗时耗工,无法改善金属3D打印制件的表面致密度。
[0006]喷砂:可改善金属3D打印制件的表面致密度,但改善表面粗糙程度有限。
[0007]电解:可改善表面粗糙程度,但无法改善金属3D打印制件的表面致密度。

技术实现思路

[0008]为了解决目前改善金属3D打印制件表面粗糙程度的方法存在的无法同时改善粗糙度和致密度的问题，本专利技术提出一种能同时改善金属3D打印制件表面粗糙度和致密度的方法，并采取了以下技术方案。
[0009]一种对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法，包括以下步骤：
[0010]S1，将旋压摩擦头套置在金属3D打印制件上；其中，所述旋压摩擦头具有一内凹且平整的开口，所述开口贴合金属3D打印制件的外形；所述开口沿深度方向的各处横截面均为圆形，且各处横截面的圆心均位于所述开口的中心轴线上；本步骤具体将将旋压摩擦头的开口套置在金属3D打印制件外；
[0011]S2，驱动所述旋压摩擦头对金属3D打印制件施加压力，并旋转所述旋压摩擦头对金属3D打印制件的表面进行摩擦，使金属3D打印制件的表面发热熔融。
[0012]作为该对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法的开口形状的一种优选方案，将所述开口设置为凹半球形，能适配的贴合所述金属3D打印制件的外形。
[0013]作为该对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法的开口形状的另一种优选方案，所述开口为内小外大的波浪球面形，能适配的贴合所述金属3D打印制件的外形；所述波浪球面形的开口，在深度方向上，任意两处的横截面圆，较深处的横截面圆的直径小于较浅处的横截面圆直径。
[0014]作为该对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法的开口内表面粗糙度的一些优选方案，所述旋压摩擦头在所述开口处的内侧面为光滑面或者是目数为800～2000的细粒度面。
[0015]作为该对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法的旋压摩擦头材质的一种优选方案，所述旋压摩擦头的材质为碳化钨。
[0016]作为该对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法的旋压摩擦头材质的另一种优选方案，制作所述金属3D打印制件的材料选自铁、铜、镍、钼、锰中的一种或几种的合金。
[0017]作为该对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法的一种优选方案，步骤S2中，所述旋压摩擦头的转速为900rpm～1800rpm。
[0018]作为上述对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法的进一步优选方案，步骤S2中，所述旋压摩擦头对金属3D打印制件的旋转摩擦总时间为0.5min～5min。
[0019]作为上述对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法的更进一步优选方案，步骤S2中，所述旋压摩擦头的转速为1300rpm，所述旋压摩擦头对金属3D打印制件的旋转摩擦总时间为3min。
[0020]作为上述对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法的一种优选方案，步骤S2中，所述旋压摩擦头摩擦掉金属3D打印制件的深度为0.01mm～0.2mm。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术的方法是对金属3D打印制件的一种后处理方法，能同时改善金属3D打印制件表面粗糙度及致密度。本方法将旋压摩擦头套置在金属3D打印制件上，驱动所述旋压摩擦头对金属3D打印制件施加压力，并驱动旋转所述旋压摩擦头对金属3D打印制件的表面进行摩擦，使金属3D打印制件的表面发热熔融，并继续旋转摩擦，在修复粗糙度的同时使金属3D打印制件表面的晶格重组，使得金属3D打印制件表面致密化，得到表面致密的组织结构，从而提高金属3D打印制件的耐用性，延长金属3D打印制件的使用寿命。
附图说明
[0022]图1为旋压摩擦头应用于对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的装配过程示意图。
[0023]图2为经过旋压熔融摩擦后达到表面致密化的金属3D打印制件的剖面示意图。
[0024]附图标记：10
‑
金属3D打印制件；20
‑
旋压摩擦头；21
‑
开口。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本专利技术的对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法进行详细说明。
[0026]如图1所示，一种对金属3D打印制件10进行旋压熔融摩擦的方法，包括以下步骤：
[0027]首先，对于批量制备出的金属3D打印制件10，为中心轴旋转对称立体形状，其外表面粗糙，对此，设计打磨该表面的旋压摩擦头20，所述旋压摩擦头20具有一内凹且平整的开口21，所述开口21贴合金属3D打印制件10的外形。所述开口21沿深度方向的各处横截面均为圆形，且各处横截面的圆心均位于所述开口21的中心轴线上，在制作出形状适配的压摩擦头20后，进行以下旋压熔融摩擦步骤。
[0028]S1，将制备好的旋压摩擦头20安装在精雕设备上，再将金属3D打印制件10插入该旋压摩擦头20的开口21中；
[0029]S2，开启精磨程序，驱动所述旋压摩擦头20对金属3D打印制件10施加压力，并高速旋转所述旋压摩擦头20对金属3D打印制件10的表面进行摩擦，使金属3D打印制件10的表面发热熔融，并继续旋转摩擦。所述旋压摩擦头20的转速优选为900rpm～1800rpm，所述旋压摩擦头20对金属3D打印制件10的旋转摩擦总时间为0.5min～5min，在此旋压摩擦参数下，得到的金属3D打印制件10，其表面光滑致密。在上述参数范围内，经过验证，当所述旋压摩擦头20的转速为1300rpm，所述旋压摩擦头20对金属3D打印制件10的旋转摩擦总时间为3min时，对金属3D打印制件10的表面粗糙度和精密度改善效果最好。
[0030]本旋压熔融摩擦的方法是对金属3D打印制件10的一种后处理方法，能同时改善金属3D打印制件10表面粗糙度及致密度。本方法将旋压摩擦头20套置在金属3D打印制件10上，驱动所述旋压摩擦头20对金属3D打印制件10施加压力，并驱动旋转所述旋压摩擦头20对金属3D打印制件10的表面进行摩擦，使金属3D打印制件10的表面发热熔融，并继续本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将旋压摩擦头(20)套置在金属3D打印制件上；其中，所述旋压摩擦头(20)具有一内凹且平整的开口(21)，所述开口(21)贴合金属3D打印制件的外形；所述开口(21)沿深度方向的各处横截面均为圆形，且各处横截面的圆心均位于所述开口(21)的中心轴线上；本步骤具体将将旋压摩擦头(20)的开口(21)套置在金属3D打印制件外；S2，驱动所述旋压摩擦头(20)对金属3D打印制件施加压力，并旋转所述旋压摩擦头(20)对金属3D打印制件的表面进行摩擦，使金属3D打印制件的表面发热熔融。2.根据权利要求1所述的对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法，其特征在于：所述开口(21)为凹半球形，能适配的贴合所述金属3D打印制件的外形。3.根据权利要求1所述的对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法，其特征在于：所述开口(21)为内小外大的波浪球面形，能适配的贴合所述金属3D打印制件的外形；所述波浪球面形的开口(21)，在深度方向上，任意两处的横截面圆，较深处的横截面圆的直径小于较浅处的横截面圆直径。4.根据权利要求1所述的对金属3D打印制件进行旋压熔融摩擦的方法，其特征在于：所述旋压摩擦头...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑朝旭，王春荣，郑飞杰，
申请(专利权)人：三明学院，
类型：发明
国别省市：