【技术实现步骤摘要】
本申请涉及增材制造，尤其涉及一种锆铌合金增材制造方法。
技术介绍
1、对于粉床增材电子束3d打印，通常需要在零件部倾斜角度较大的悬垂面下方添加支撑部，并将支撑部连接至基板或零件部下方的实体区域，这样能够及时导走熔化时的热量，避免热应力积累导致的零件部的翘曲变形。当对零件部进行多层堆叠打印时，由于零件部顶部结构的多样性，通常无法为上层零件部的底部添加支撑部或提供附着基础，因此，在支撑部仅立于粉层中的条件下进行成形打印，会大大增加零件部的翘曲变形的风险。
2、锆铌合金具有良好的力学性能、耐腐蚀性和生物相容性，在生物医学领域应用潜力巨大。锆铌合金的弹性模量远低于医用ti6al4v与医用316l不锈钢，能有效减少关节间的应力屏蔽现象，延长植入体的使用寿命。锆铌合金膝关节假体材料，在高温氧化条件下可以获得表面光洁、高硬度的氧化层，其与基体结合强度较好，与聚乙烯的胫骨材料配合时展示出了非常优异的耐磨损性能，能够有效减少关节面之间出现的磨屑以及炎症反应的概率。
3、但现有利用锆铌合金材料进行悬空打印或堆叠打印，由于无根支撑底部没有约束，对上方零件部的牵拉效果较弱，存在零件部翘曲变形的风险。虽然通过降低熔化能量输入可以实现零件部的少支撑甚至无根支撑打印，但这降低了零件部的致密度和力学性能，不适用于植入物成形。
4、因此，有必要提出一种方案改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。
5、需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种锆铌合金增材制造方法，包括以下步骤：
2、构建待打印锆铌合金零件的初始三维模型，所述初始三维模型包括零件部和支撑部，所述支撑部的上端与所述零件部的底端连接，所述支撑部的下端用于与基板连接，所述零件部与所述基板之间的距离为第一打印高度；
3、将所述初始三维模型导入增材制造设备中进行预成形打印，确定打印工艺参数，以及所述基板在温度初次稳定时所对应的第二打印高度；并对所述初始三维模型进行悬空成形试验，确定最终打印高度，以及所述零件部的熔化时间临界值与所述支撑部的长度的对应关系，得到预处理三维模型；
4、对所述预处理三维模型进行调整和堆叠处理，得到待打印三维模型；
5、将所述待打印三维模型导入所述增材制造设备中进行成形打印，得到目标锆铌合金零件。
6、本申请的一示例性实施例中，所述第一打印高度的取值范围为2～5mm。
7、本申请的一示例性实施例中，所述打印工艺参数至少包括：粉床预热的工艺参数、支撑部熔化的工艺参数和零件部熔化的工艺参数；
8、其中，所述粉床预热的工艺参数至少包括：铺粉前热补偿扫描电流、铺粉前热补偿扫描时间、铺粉后预烧结扫描电流和铺粉后预烧结扫描时间；
9、所述支撑部熔化的工艺参数至少包括：支撑部熔化电流和支撑部熔化速度；
10、所述零件部熔化的工艺参数至少包括：零件部熔化电流和零件部熔化速度。
11、本申请的一示例性实施例中，所述第二打印高度的取值范围为1.5～3mm；所述最终打印高度大于等于所述第二打印高度。
12、本申请的一示例性实施例中，确定所述基板的温度初次稳定的标准包括：首次连续打印3分钟内，所述基板的温度不变或所述基板的温度下降不超过1℃；
13、或者，连续打印5层后，所述基板的温度不变或所述基板的温度下降不超过1℃。
14、本申请的一示例性实施例中，确定所述零件部的所述熔化时间临界值与所述支撑部的长度的对应关系的步骤包括：
15、在确定所述支撑部的长度后，悬空打印多个所述零件部，并间隔预设高度逐件关停多个所述零件部，并观察每个所述零件部的变形情况，得到所述零件部未变形的最短熔化时间；
16、或者，在确定所述支撑部的长度后，悬空打印一个所述零件部，在所述零件部熔化后，增加第一预设时延时间，在所述第一预设时延时间内，电子束无下束，所述零件部和粉床均处于散热冷却状态，并间隔所述预设高度逐秒缩短所述第一预设时延时间，并观察所述零件部的变形情况，得到所述零件部未变形的所述最短熔化时间；
17、其中，所述零件部未变形的所述最短熔化时间即为所述零件部的所述熔化时间临界值；所述零件部的所述熔化时间临界值与所述支撑部的长度负相关。
18、本申请的一示例性实施例中，所述预设高度的取值范围为1～3mm；所述第一预设时延时间的取值范围为10～18s。
19、本申请的一示例性实施例中，所述对所述预处理三维模型进行调整和堆叠处理，得到待打印三维模型的步骤包括：
20、设置所述支撑部的标准长度，得到标准支撑部，所述标准支撑部的长度的取值范围为3～15mm；
21、将具有所述标准支撑部的所述预处理三维模型进行堆叠处理，得到所述待打印三维模型。
22、本申请的一示例性实施例中，所述将具有所述标准支撑部的所述预处理三维模型进行堆叠处理，得到所述待打印三维模型的步骤包括：
23、借助三维模型处理软件，将具有所述标准支撑部的所述预处理三维模型进行多次复制，得到多个复制模型；
24、将多个所述复制模型分别沿所述三维模型处理软件中的空间坐标系的z轴方向向上依次进行位置布置，并在所述位置布置后将多个所述复制模型分别绕z轴进行旋转，得到所述待打印三维模型；
25、或者，将多个所述复制模型分别沿所述三维模型处理软件中的空间坐标系的x轴和y轴所在平面进行所述位置布置，但多个所述复制模型均不能绕x轴或y轴旋转，得到所述待打印三维模型；
26、其中，每层所述零件部在所述空间坐标系中无重叠，且每层所述零件部的横截面之间均不相交。
27、本申请的一示例性实施例中，所述将所述待打印三维模型导入所述增材制造设备中进行成形打印的步骤包括：
28、将所述待打印三维模型导入所述增材制造设备中后，按照粉床电子束增材制造的成形过程进行打印，在成形打印过程中，增强所述粉床预热的能量输入，同时增强所述支撑部熔化的能量输入，再进行所述零件部的熔化；
29、其中，增强所述粉床预热的能量输入包括：增大10%～20%的所述铺粉前热补偿扫描电流或所述铺粉后预烧结扫描电流；或者，增加1～3s的所述铺粉前热补偿扫描时间或所述铺粉后预烧结扫描时间；
30、增强所述支撑部熔化的能量输入包括：增大10%～20%的所述支撑部熔化电流，或降低10%～20%的所述支撑部熔化速度；
31、在成形打印过程中，设置当前层所述零件部的熔化时间为t1，设置所述零件部的所述熔化时间临界值为t，若t1＜t，则在当前层所述零件部熔化后增加第二预设时延时间，设置所述第二预设时延时间为t2，t2=t-t1；若t1≥t，则不增加所述第二预设时延时间。
32、本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锆铌合金增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，所述第一打印高度的取值范围为2～5mm。
3.根据权利要求2所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，所述打印工艺参数至少包括：粉床预热的工艺参数、支撑部熔化的工艺参数和零件部熔化的工艺参数；
4.根据权利要求3所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，所述第二打印高度的取值范围为1.5～3mm；所述最终打印高度大于等于所述第二打印高度。
5.根据权利要求4所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，确定所述基板的温度初次稳定的标准包括：
6.根据权利要求5所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，确定所述零件部的所述熔化时间临界值与所述支撑部的长度的对应关系的步骤包括：
7.根据权利要求6所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，所述预设高度的取值范围为1～3mm；所述第一预设时延时间的取值范围为10～18s。
8.根据权利要求7所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，所述对所述预处理三维模型进行调整和堆叠
9.根据权利要求8所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，所述将具有所述标准支撑部的所述预处理三维模型进行堆叠处理，得到所述待打印三维模型的步骤包括：
10.根据权利要求9所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，所述将所述待打印三维模型导入所述增材制造设备中进行成形打印的步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种锆铌合金增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，所述第一打印高度的取值范围为2～5mm。
3.根据权利要求2所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，所述打印工艺参数至少包括：粉床预热的工艺参数、支撑部熔化的工艺参数和零件部熔化的工艺参数；
4.根据权利要求3所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，所述第二打印高度的取值范围为1.5～3mm；所述最终打印高度大于等于所述第二打印高度。
5.根据权利要求4所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，确定所述基板的温度初次稳定的标准包括：
6.根据权利要求5所述锆铌合金增材制造方法，其特征在于，确定所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，李会霞，程康康，向长淑，赵锦红，杨驹，王辉，贺卫卫，
申请(专利权)人：西安赛隆增材技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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