金属熔融沉积成型复合搅拌摩擦的增材制造方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种金属熔融沉积成型复合搅拌摩擦的增材制造方法和系统，以金属粉末和粘结剂的混合料颗粒为原料，按照预设的程序在基板上从第一层开始以向上生长的方式逐层沉积，直到沉积至最后一层，获得成型的坯体，再将坯体进行真空烧结，获得最终构件；其中，在第一层至第

【技术实现步骤摘要】
金属熔融沉积成型复合搅拌摩擦的增材制造方法和系统


[0001]本专利技术涉及金属熔融沉积成型
，具体而言涉及一种金属熔融沉积成型复合搅拌摩擦的增材制造方法和系统
。

技术介绍

[0002]传统的粉末冶金技术存在着诸多的问题：
1、
注射成型生产周期长，模具成本高；
2、
以激光
、
电子束等为热源的增材制造技术由于超常冶金条件下，凝固组织容易形成柱状晶
、
应力及裂纹缺陷，从而疲劳
、
断裂性能较差；
3、
热等静压虽产品生产周期短
、
力学性能高，但是其复构件的包套设计
、
高昂的热等静压设备导致其工艺成本较高
。
[0003]金属
FDM
打印是
EAM(The extrusion
‑
based additive manufacturing)
的一种，是一个多步骤的过程，包括粉末粘合剂混合物
(
原料
)
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种金属熔融沉积成型复合搅拌摩擦的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：将金属粉末和粘结剂按照比例混合后进行混炼，并制成混合料颗粒；以混合料颗粒为原料，按照预设的程序在基板上从第一层开始以向上生长的方式逐层沉积，直到沉积至最后一层，获得成型的坯体；其中，在第一层至第
N
层沉积的过程中，对每一层均进行搅拌摩擦，并通过搅拌摩擦产生的热量使沉积层中未融化的粘结剂融化，结合搅拌头对沉积层的挤压作用，消除层间
、
道间结合缺陷，以及消除材料的内部缺陷；在第一层至第
N
层沉积和搅拌摩擦的过程中，使沉积层保持在第一温度区间范围，从而消除热影响
、
提高结合度和致密度，并改变坯体的内部应力状态；将坯体进行真空烧结，获得最终构件
。2.
根据权利要求1所述的金属熔融沉积成型复合搅拌摩擦的增材制造方法，其特征在于，搅拌摩擦处理的工艺条件如下：搅拌头转速为
200
～
600r/min
，工作部行进速度为
20
～
60mm/s
，下压量为
0.1
～
0.3mm
，下压力为
2000
～
4000N。3.
根据权利要求1所述的金属熔融沉积成型复合搅拌摩擦的增材制造方法，其特征在于，第一温度区间为
40℃
～
150℃。4.
根据权利要求1所述的金属熔融沉积成型复合搅拌摩擦的增材制造方法，其特征在于，所述粘结剂为
PEG、PMMA
和
SA
的混合物，其中，
PEG
的质量占比为
65
～
85
％，
PMMA
的质量占比为
10
～
25
％，
SA
的质量占比为1～
10
％
。5.
根据权利要求1所述的金属熔融沉积成型复合搅拌摩擦的增材制造方法，其特征在于，金属种类为钛合金
、
不锈钢
、
钨合金
、
铝合金或镍基合金中任意一种
。6.
一种金属熔融沉积成型复合搅拌摩擦的增材制造系统，其特征在于，包括：壳体
(1)
，所述壳体
(1)
的上部设有第一运动部件；打印模块
(2)
，与第一运动部件连接，并通过第一运动部件实现左右移动；其中，所述打印模块
(2)
包括打印头
(21)
和搅拌头
(22)
，所述打印头
(21)
的上端与第一运动部件连接，打印头
(21)
的下端套设有搅拌头
(22)
，所述搅拌头
(22)
的工作端面与打印头
(21)
的下端面位于同一平面上；设于打印模块
(2)
下方的打印平台
(3)
，打印头
(21)
的下端面向打印平台
(3)
，并通过第二运动部件实现打印平台
(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，马海涛，李静奇，孙小乐，
申请(专利权)人：浙江班德捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：