一种提高电子束增材制造表面质量的打印方法技术

本发明专利技术公开了一种提高电子束增材制造表面质量的打印方法，所述方法包括：切片参数优化、轮廓虚线扫描策略的设计和周长变化与轮廓参数调整。本发明专利技术的方法采用电子束原位重熔实现电子束扫描痕迹的平整化、均匀化，并通过切片优化、轮廓熔道尺寸

【技术实现步骤摘要】
一种提高电子束增材制造表面质量的打印方法


[0001]本专利技术属于合金结构件的增材制造领域，具体涉及一种提高电子束增材制造表面质量的打印方法。

技术介绍

[0002]电子束粉末床熔融(Electron beam powder bed fusion，EB
‑
PBF)采用电子束作为高能热源，具有能量利用率高、无反射、功率密度高、高真空无污染、粉床预热温度高、残余应力低等优点。尽管EB
‑
PBF已被证实可以适用于多种高性能合金的制备，但EB
‑
PBF成形零件的表面质量普遍不高，且表面质量优化难度较大。EB
‑
PBF工艺在成形过程中，同一个零件会有表面质量明显不同的平面。设定与构建平台严格平行的面为顶面和底面，沿成形方向的平面为侧表面。两者的成形条件完全不同，侧表面的成形主要由多层堆叠而成，极易产生阶梯效应，同时边缘堆积痕迹和吸附粘连的半熔颗粒也是影响侧表面表面质量的主要原因。而顶面主要由一个平面构成，平面依靠电子束扫描路径留下的熔化轨迹相互搭接铺平。顶面平整化处理主要依靠填充参本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高电子束增材制造表面质量的打印方法，其特征在于，所述方法包括：切片参数优化、轮廓虚线扫描策略的设计和周长变化与轮廓参数调整；所述切片参数优化包括：建立预打印垂直工件的三维模型，并对三维模型进行切片处理获得分层扫描数据，根据轮廓熔道宽度进行轮廓扫描路径的切片优化，限定填充扫描路径与轮廓扫描路径间的距离与轮廓熔道、填充熔道实际熔宽的比例关系；依次进行粉床预热扫描、轮廓扫描路径扫描和填充扫描路径扫描，得到打印实体；所述轮廓虚线扫描策略的设计包括：所述粉床预热扫描、轮廓扫描路径扫描和填充扫描路径扫描采用分束扫描方式，并设计轮廓虚线扫描策略为：设计分束间搭接方式，通过控制单个熔池长度和熔池间的搭接距离、搭接方式，实现对连续熔道的原位重熔，将熔道进行平整化、均匀化处理；所述轮廓扫描采用所述平整化处理后的熔道；所述周长变化与轮廓参数调整包括：根据工件轮廓周长变化，限定虚线扫描中，分束数量、分束搭接距离、每束停留时间、分束微熔道长度的比例关系，实现成形过程中工件表面质量的一致性控制，得到所述垂直工件的表面粗糙度Ra小于12.6μm。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据轮廓熔道宽度进行轮廓扫描路径的切片优化包括：限定轮廓扫描路径与工件实际轮廓间隔L
补偿
＝a
×
d
轮廓
，其中d
轮廓
为轮廓熔道宽度，取0.3
‑
1.4mm，a为比例系数，取0.2
‑
0.8；所述限定填充扫描路径与轮廓扫描路径间的距离与轮廓熔道、填充熔道实际熔宽的比例关系包括：限定填充扫描路径与轮廓扫描路径最小间隔距离为L
搭接
＝(1
‑
β)
×
(r
填充
+r
轮廓
)，其中β为轮廓填充搭接系数，取0.6
‑
1；r
填充
为填充熔池半径，取0.2
‑
1mm，r
轮廓
为轮廓熔池半径，取0.15
‑
0.7mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述填充扫描路径为蛇形扫描，起始角度90
°
并逐层旋转90
°
。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述切片参数优化之前进行铺粉工序，所述铺粉工序的铺粉层厚不超过100μm，粉末粒径为45
‑
150μm，粉末组成为Ti6Al4V(TC4)和Ti
48
Al2Cr2Nb(TiAl
4822
)，成型仓真空压力为2
‑3×
10
‑3mbar，电子枪真空压力不低于5
×
10
‑5mbar；所述粉床预热扫描中，TC4的粉床预热温度为550
‑
750℃，T...

【专利技术属性】
技术研发人员：林均品，王飞鸿，梁永锋，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：