采用局部增材制坯和热气胀复合制造复杂薄壁金属构件的方法技术

本发明专利技术属于薄壁金属构件成形制造技术领域，公开了一种采用局部增材制坯和热气胀复合制造复杂薄壁金属构件的方法。步骤如下：成形总体方案确定；对原始坯料进行预变形；预变形坯料局部区域切割；3D打印补充段；最终预制坯料胀形成形；胀形复杂薄壁金属构件后处理。本发明专利技术不仅避免了3D打印制坯时存在加工周期长、材料成本较高、使用费用相对较高等问题。而且可以通过3D打印制备足够尺寸/宽幅

【技术实现步骤摘要】
采用局部增材制坯和热气胀复合制造复杂薄壁金属构件的方法


[0001]本专利技术属于复杂薄壁金属构件成形制造
，具体涉及采用局部增材制坯和热气胀复合制造复杂薄壁金属构件的方法。

技术介绍

[0002]复杂薄壁金属构件是航空航天领域及汽车、高铁等运载装备中非常常见的一类结构件。根据复杂薄壁金属构件的使用服役要求如抗拉强度、外形尺寸、耐腐蚀性等，首先需要进行构件的材料选择及形状尺寸优化设计。然后，再选择合适的金属坯料，采用合适的成形方法制造出所需的复杂薄壁金属构件。所成形出的复杂薄壁金属构件，其形状尺寸、壁厚分布、力学性能等必须满足设计要求。同时，还需要从制造时的成形工艺难易程度、材料利用率、生产效率、制造成本等角度综合考虑。
[0003]现在制造复杂薄壁金属构件用的薄壁坯料，主要是薄壁板坯和薄壁管坯。在采用传统工艺(如机械加工或塑性成形)制造复杂薄壁金属构件时，存在以下难题：(1)成形复杂薄壁构件时需要经历非常复杂的变形，容易出现起皱、开裂及壁厚不均等问题。(2)对于高性能的材料往往难以制备足够尺寸/宽幅
‑
厚度的坯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用局部增材制坯和热气胀复合制造复杂薄壁金属构件的方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、成形总体方案确定：对需要制备的复杂薄壁金属构件进行特征分析，获得复杂薄壁金属构件局部复杂区域的几何特征和外部整体轮廓的几何形状；预制坯通过原始坯料预变形及局部增材制造制备，复杂薄壁金属构件的局部复杂区域采用3D打印方法实现局部复杂区域的近似成形，复杂薄壁金属构件的外部整体轮廓的几何形状采用热态气压成形工艺实现整体气胀成形；步骤二、对原始坯料进行预变形：根据步骤一中对复杂薄壁金属构件的外部整体轮廓的几何形状的分析结果，确定原始坯料的预变形过程，对于具有平面二维轴线的预制管坯，进行一次预压弯和一次压扁成形制备；对于具有空间三维轴线的预制管坯，进行多次预压弯及多次压扁成形制备，预成形过程中，原始管坯内部均布压力介质以防止变形过程中发生起皱、开裂；对于形状简单、半锥角＜40
°
的预制板坯，进行单道次预变形；对于形状复杂、半锥角≥40
°
的预制板坯，采用两道次以上的预变形；步骤三、预变形坯料局部区域切割：根据步骤一中对复杂薄壁金属构件局部复杂区域几何特征的分析结果，确定预变形坯料所需切割区域并对预变形坯料的待切割区域进行切割加工处理；在预变形坯料上对所需区域进行切割，然后对切割...

【专利技术属性】
技术研发人员：何祝斌，高泉，梁江凯，陈柯霖，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：