一种高精度铺粉方法技术

本发明专利技术涉及金属增材制造技术领域，为了解决激光选区熔化成形由于人为操作不及时导致铺粉效率和精度低的技术问题，本发明专利技术提供了一种高精度铺粉方法，用于成形上下截面不同的结构零件，该方法包括：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种高精度铺粉方法


[0001]本专利技术涉及金属增材制造
，具体涉及一种高精度铺粉方法
。

技术介绍

[0002]激光选区熔化成形技术因其层层堆叠的工艺特点，在每一层完成后需要进行一次铺粉操作
。
然而，由于不同零件截面积的差异，导致每一层的实际烧结面积也存在较大差异
。
传统的铺粉方式通常是设定一固定的铺粉量或者通过人工手动干预，这种方法效率低下，而且容易因为缺粉而导致零件打印失败
。
这严重制约了激光选区熔化成形技术的进一步发展和应用
。
[0003]存在如下具体技术问题：
[0004]粉末供给不均匀：由于零件截面积差异，不同区域的烧结面积不同，但传统的铺粉方式没有考虑到这种差异，导致部分区域可能出现缺粉或者过多铺粉的情况，影响零件质量和打印效率
。
[0005]铺粉量难以准确控制：传统设定固定的铺粉量或人工干预的方法往往无法准确地控制铺粉量，特别是在复杂零件结构或高精度要求下，容易导致过度或不足的铺粉，影响烧结质量
。
[0006]零件打印效率低：由于铺粉不均匀和缺粉现象，零件打印效率降低，需要进行多次铺粉操作，增加了成本和时间消耗
。
[0007]零件质量不稳定：铺粉量的不准确导致不同层次的烧结面积差异较大，可能引起零件质量的不稳定性，降低了成品的一致性和可靠性
。

技术实现思路

[0008]为了解决激光选区熔化成形由于人为操作不及时导致铺粉效率和精度低的技术问题，本专利技术提供了一种高精度铺粉方法
。
[0009]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0010]一种高精度铺粉方法，用于成形上下截面不同的结构零件，例如葫芦形结构零件，该方法包括以下步骤：
[0011]步骤
S1、
在成形平台上竖直摆放葫芦形结构零件，其中葫芦形结构零件的高度沿其垂直轴线变化；
[0012]步骤
S2、
通过切片软件进行切片和填充扫描线，生成不同高度处零件的截面积信息；
[0013]步骤
S3、
根据零件截面积信息计算出每一层需要铺粉的有效体积，其参数包括材料振实密度
ρ
、
零件烧结后密度
ρ
1、
材料系数
K1、
铺粉层厚为
d、
当前侧层第
N
层零件截面积为
S、
激光选区熔化设备成形仓宽度
W、
激光选区熔化设备成形仓长度
L1、
送粉仓每次铺粉上升高度
H、
铺粉槽粉末收纳的粉末体积
V、
齿轮形粉槽每转动一次送粉体积
v、
齿轮形粉槽转动次数
M
和齿轮形粉槽转动系数
α
，得出如下公式：
[0014]下送粉时公式，
H
＝
{K1*S*(
ρ
1/
ρ
)*
ρ
+(W*L1
‑
S)*d}/(W*L1)
；
[0015]上送粉时公式，
M
＝
{K1*S*(
ρ
1/
ρ
)*
ρ
+(W*L1
‑
S)*d}/v+
α
；
[0016]下送粉时公式根据当前层的截面积
、
材料特性以及成形仓的尺寸来计算出需要铺粉的有效体积，然后除以成形仓的面积来确定每次铺粉上升的高度，可以确保每一层的铺粉都能够满足所需，不浪费粉末，同时保持铺粉的均匀性
。
[0017]上送粉时公式根据当前层的截面积
、
材料特性以及成形仓的尺寸来计算出需要铺粉的有效体积，然后除以铺粉槽的容积来确定所需的转动次数，这个方法适用于使用齿轮形粉槽进行粉末输送的情况
。
[0018]步骤
S4、
根据计算结果，确定送粉仓上升的高度
(
对于下送粉方式
)
或齿轮粉槽需要转动的次数
(
对于上送粉方式
)
；
[0019]步骤
S5、
使用机械结构控制送粉仓或齿轮粉槽按照计算得出的数值进行上升或转动；
[0020]重复上述步骤，直至完成零件的打印
。
[0021]进一步地，其中零件的截面积信息是根据零件的不同高度处截面积变化来计算的，其中高度较大的截面积需要更多粉末以填充烧结后留下的凹陷
。
[0022]由于高度较大的截面积需要更多粉末填充，这个方法确保了在零件的不同部位有适当的粉末分布，有助于减少因不均匀粉末分布而引起的烧结不均匀或孔隙问题，从而提高了零件的密实度和质量
。
[0023]在高度较大的截面积上增加粉末量可以填充潜在的凹陷或空隙，有助于减少烧结后可能出现的缺陷，如裂纹或气孔，从而提高了零件的强度和可靠性
。
[0024]通过优化粉末分布，减少了烧结后可能需要的表面修复和加工工序的需求，可以降低制造成本和加工时间，提高生产效率
。
[0025]高度较大的截面积通常对零件的外观质量具有更高的要求，通过增加粉末量，可以更好地填充零件的曲线和细节部分，从而获得更光滑
、
更精细的表面质量
。
[0026]由于粉末的分布是根据零件的实际需求进行优化的，这可以最大程度地减少材料浪费，提高了可持续性和成本效益
。
[0027]进一步地，
K1
的数值范围为1～
1.5。
将
K1
的数值范围限定在1到
1.5
之间增加了铺粉方法的灵活性，允许根据具体需求调整粉末用量，从而实现更好的材料利用率
、
成本控制和零件质量控制
。
这有助于优化制造过程并满足不同项目的要求
。
[0028]材料系统中的
K1
参数数值范围的限定使得该方法可以适应多种不同材料的特性，不同的
3D
打印材料具有不同的振实密度
、
烧结后密度等特性
。
通过允许
K1
在1到
1.5
之间的变化，可以根据所使用的具体材料来优化粉末铺放方式，确保在不同材料下获得一致的铺粉效果
。
[0029]不同材料对于烧结后的质量和性能要求不同，通过调整
K1
参数，可以更好地满足特定材料的要求
。
通过在特定材料下根据
K1
的数值范围进行调整，可以实现最佳的打印质量
。
通过精确调整
K1
参数，可以在满足质量要求的同时最小化所需的材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高精度铺粉方法，用于成形上下截面不同的结构零件，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤
S1、
在成形平台上竖直摆放零件，其中零件的高度沿其垂直轴线变化；步骤
S2、
通过切片软件进行切片和填充扫描线，生成不同高度处零件的截面积信息；步骤
S3、
根据零件截面积信息计算出每一层需要铺粉的有效体积，其参数包括材料振实密度
ρ
、
零件烧结后密度
ρ
1、
材料系数
K1、
铺粉层厚为
d、
当前层第
N
层零件截面积为
S、
激光选区熔化设备成形仓宽度
W、
激光选区熔化设备成形仓长度
L1、
送粉仓每次铺粉上升高度
H、
齿轮形粉槽每转动一次送粉体积
v、
齿轮形粉槽转动次数
M
和齿轮形粉槽转动系数
α
，得出如下公式：下送粉时公式，
H
＝
{K1*S*(
ρ
1/
ρ
)*
ρ
+(W*L1
‑
S)*d}/(W*L1)
；上送粉时公式，
M
＝
{K1*S*(
ρ
1/
ρ
)*
ρ
+(W*L1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：韩向阳，刘普祥，
申请(专利权)人：深圳市华阳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：