一种金属构件制造方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种金属构件制造方法、装置及存储介质，涉及增材制造技术领域，以解决现有增材制造降低残余应力的方法存在保护气体消耗大、窒息风险大、零件错位和打印效率低的问题。一种金属构件制造方法包括：获取待打印金属构件通过打印得到的当前沉积制造层；对当前沉积制造层进行温度监测，若当前沉积制造层存在温度高于第一温度值的第一区域，且第一区域的面积大于第一面积值，则暂停下一沉积制造层的打印；若当前沉积制造层存在温度低于第二温度值的第二区域，且第二区域的面积大于第二面积值，继续进行下一沉积制造层的打印，得到待打印金属构件。本发明专利技术提供的金属构件制造方法用于降低金属构件打印过程中的应力积累，提高打印效率。打印效率。打印效率。

【技术实现步骤摘要】
一种金属构件制造方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及增材制造
，尤其涉及一种金属构件制造方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]金属增材制造是目前应用较多，成熟度较高的一种增材制造工艺，根据原材料送料方式不同以及原材料熔化能量来源不同，可分为粉末床熔融工艺(powderbedfusion,简称PBF)和定向能量沉积工艺(DirectedEnergyDepositon,简称DED)。定向能量沉积技术具有成形效率高、产品尺寸大、材料利用率高等优点，在飞机框梁、飞机尾喷管、载人飞船骨架等产品的制造中应用较多，在减重、结构优化等方面取得了良好的效果，但也存在“成形过程残余应力大，构件变形或开裂风险大”的突出问题。
[0003]现有的增材制造方法一般采用打印和去应力穿插进行的方法，将打印过程人为的分成几段，每段打印完成后，将构件取出成形仓，在热处理车间进行去应力处理，完成后再进行成形过程，这种方法虽然可阶段性的降低成形过程的残余应力，但由于需要频繁的取出零件和重新定位，存在保护气体消耗大、窒息风险大、零件错位，效率低下等弊端。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种金属构件制造方法、装置及存储介质，用于解决现有增材制造降低残余应力的方法存在保护气体消耗大、窒息风险大、零件错位、打印效率低的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种金属构件制造方法，所述方法包括：
[0007]获取待打印金属构件通过打印得到的当前沉积制造层；
[0008]对所述当前沉积制造层进行温度监测，若所述当前沉积制造层存在温度高于第一温度值的第一区域，获取所述第一区域的面积，若所述第一区域的面积大于第一面积值，则暂停下一沉积制造层的打印；
[0009]若所述当前沉积制造层存在温度低于第二温度值的第二区域，获取所述第二区域的面积，若所述第二区域的面积大于第二面积值，继续进行下一沉积制造层的打印，得到所述待打印金属构件。
[0010]与现有技术相比，本专利技术提供的一种金属构件制造方法，通过对当前沉积制造层温度的监测，避免在增材制造中由于温度累加导致应力累加，通过在当前沉积制造层存在温度高于第一温度值的第一区域，获取第一区域的面积，若第一区域的面积大于第一面积值，则暂停下一沉积制造层的打印；同时在当前已完成的沉积制造层存在温度低于第二温度值的第二区域，获取第二区域的面积，若第二区域的面积大于第二面积值，继续进行下一沉积制造层的打印，得到待打印金属构件；可以避免长期连续打印导致的金属构件温度过高，降低了成形过程中残余应力，金属构件因应力导致的变形和开裂风险降低。同时通过本
金属构件制造方法不需要频繁的将金属构件取出成形仓，避免了去应力热处理，操作环境更友好，提高了打印效率。
[0011]第二方面，本专利技术还提供一种金属构件制造装置，包括：
[0012]沉积制造层获取模块，用于获取待打印金属构件通过打印得到的当前沉积制造层；
[0013]暂停打印模块，用于对所述当前沉积制造层进行温度监测，若所述当前沉积制造层存在温度高于第一温度值的第一区域，获取所述第一区域的面积，若所述第一区域的面积大于第一面积值，则暂停下一沉积制造层的打印；
[0014]继续打印模块，用于若所述当前沉积制造层存在温度低于第二温度值的第二区域，获取所述第二区域的面积，若所述第二区域的面积大于第二面积值，继续进行下一沉积制造层的打印，得到所述待打印金属构件。
[0015]与现有技术相比，本专利技术提供的一种金属构件制造装置的有益效果与上述技术方案所述一种金属构件制造方法的有益效果相同，此处不做赘述。
[0016]第三方面，本专利技术还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述金属构件制造方法。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供的一种计算机存储介质的有益效果与上述技术方案所述一种金属构件制造方法的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1为本专利技术提供的一种金属构件制造方法流程图；
[0020]图2为本专利技术提供的一种金属构件制造装置的结构示意图。
具体实施方式
[0021]为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案，在本专利技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
[0022]需要说明的是，本专利技术中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本专利技术中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
[0023]本专利技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，
b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
[0024]定向能量沉积使用高能量密度热源，聚焦在基板上，形成一个小熔池，同时熔化以粉末或金属丝的形式输送到熔池中的原料。随着热源向前移动，沉积的金属在基板上固化，形成金属熔道，金属熔道根据预定义的图案填充距离相互重叠。沉积完成后，将沉积层向上移动至下一层。因此，所有层的沉积产生一个3D近净形状组件，在这个过程中会产生残余应力，打印区域越大，残余应力积累越大，对于大型或超大型的金属构件来说，残余应力的积累会非常大，变形或开裂的风险也随之增大，而且定向能量沉积需要在具有保护气体的成形仓中进行成形，现有的增材制造方法通常采用打印和去应力穿插进行的方法避免应力积累，不仅需要频繁的取出零件和重新定位，打印效率低，而且保护气体消耗大、窒息风险大同时很容易导致零件错位。
[0025]为解决上述问题，本专利技术提供一种金属构件制造方法、装置及存储介质，通过对打印出的当前沉积制造层的温度进行监测，根据监测的温度进行相应的操作，避免长期连续打印导致的金属构件温度过高，降低了成形过程中残余应力，接下来结合附图进行说明。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属构件制造方法，其特征在于，所述方法包括：获取待打印金属构件通过打印得到的当前沉积制造层；对所述当前沉积制造层进行温度监测，若所述当前沉积制造层存在温度高于第一温度值的第一区域，获取所述第一区域的面积，若所述第一区域的面积大于第一面积值，则暂停下一沉积制造层的打印；若所述当前沉积制造层存在温度低于第二温度值的第二区域，获取所述第二区域的面积，若所述第二区域的面积大于第二面积值，继续进行下一沉积制造层的打印，得到所述待打印金属构件。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对待打印金属构件进行打印得到当前沉积制造层，之前还包括：获取待打印金属构件的三维模型；对所述三维模型进行切片，得到多个切片层；对所述多个切片层进行路径填充，得到打印路径；根据所述打印路径对所述待打印金属构件进行打印，得到当前沉积制造层。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一温度值与材料熔点值的比值为第一倍数；所述第二温度值与所述材料熔点值的比值为第二倍数；所述材料熔点值为所述待打印金属构件的材料的熔点值或平均熔点值。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对所述当前沉积制造层进行温度监测，若所述当前沉积制造层存在温度高于第一温度值的第一区域，获取所述第一区域的面积，若所述第一区域的面积大于第一面积值，则暂停下一沉积制造层的打印，之前还包括：获取所述当前沉积制造层的横截面积值；所述第一面积值与所述横截面积值的比值为第三倍数，所述第二面积值与所述横截...

【专利技术属性】
技术研发人员：张英伟，刘斌，李广生，
申请(专利权)人：鑫精合激光科技发展北京有限公司，
类型：发明
国别省市：