System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种应用于增材的基座振动方法技术_技高网

一种应用于增材的基座振动方法技术

技术编号:40230579 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-02 22:32
本发明专利技术公开了一种应用于增材的基座振动方法,该方法具体为:打开基座振动机构,设置振动频率与振动幅度;加工过程中,料缸活塞上升,提供部分粉末到平面上,刮刀从料缸位置平移到成型缸位置,将粉末平整的铺在成型缸表面。计算机按照三维模型切片后的二维扫描轨迹控制激光器进行激光扫描,固体粉末在激光的照射下熔化凝固,烧结成零件的一个层面。在加工完一个层面后,料缸继续上升,为下一次铺粉提供粉末,成型缸下降,铺粉系统在成型缸平面上重新铺上一层粉末,继续下一层零件层面的烧结加工。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。本发明专利技术的方法打印时,基板振动在熔池中产生的空化效应能够增加形核率,细化微观组织。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于增材制造,具体涉及一种应用于增材的基座振动方法


技术介绍

1、选择性激光熔化((selective laser melting简称slm)成形设备主要由电脑控制系统、激光系统、振镜控制系统、送粉系统、成形系统和气氛控制系统等组成,传统的slm工艺的加工过程如下:首先由料缸活塞上升,提供部分粉末到平面上,刮刀从料缸位置平移到成型缸位置,从而将粉末平整的铺在成型缸表面。接下来由计算机按照三维模型切片后的二维扫描轨迹控制激光器进行激光扫描,固体粉末在激光的照射下熔化凝固,烧结成零件的一个层面。在加工完一个层面后,料缸继续上升一个层厚,为下一次铺粉提供粉末,成型缸下降一个层厚,以便铺粉系统在平面上重新铺上一层粉末,继续下一层零件层面的烧结加工。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。目前选区激光熔化增材技术的主要问题是,熔池凝固行为难以控制,导致在不同层出现凝固不均匀的现象。同时由于slm熔池中存在高温度梯度,凝固时易产生偏析,降低打印件的力学性能。


技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本专利技术提供了一种应用于增材的基座振动方法,基板振动在熔池中产生的空化效应能够增加形核率,细化微观组织。同时基板振动可以在熔池中增加对流,降低熔池内微区的温度梯度,有利于消除偏析,优化微观组织;

2、一种应用于增材的基座振动方法,包括具体步骤如下:

3、步骤一、在成型舱中的料缸内放置足量打印粉末,在成型缸中用螺母安装固定金属基板,使基板平面与成型缸平面平行;

4、步骤二、将三维模型切片文件导入计算机,切片文件中包括激光扫描路径与激光扫描工艺参数(激光功率、扫描速度、光斑直径、扫描间距、加工层厚);

5、步骤三、在成型舱中通入保护气,使氧含量降低至300ppm,保护气为氩气或氮气;

6、步骤四、打开基座震动机构,设置振动频率与振动幅度,使金属基板处于均匀振动状态。

7、步骤五、开始打印。加工过程中,料缸活塞上升,刮刀从料缸位置平移到成型缸位置,将粉末平整的铺在金属基板表面。计算机按照三维模型切片后的二维扫描轨迹控制激光器进行激光扫描,固体粉末在激光的照射下熔化凝固,烧结成零件的单个层面。在加工完一个层面后,料缸继续上升,为下一次铺粉提供粉末,成型缸下降,铺粉系统在成型缸平面上重新铺上一层粉末,继续下一层零件层面烧结加工。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。

8、本专利技术相对于现有技术相比;本专利技术在使用基板振动机构在进行slm打印时,基板振动可促使熔池同步振动,在熔池中产生的空化效应能够增加液态金属凝固时的形核率,细化微观组织。同时基板振动可以在熔池中增加对流,有利于熔池中的金属液体充分混合,从而降低熔池内微区的温度梯度,消除偏析,优化微观组织。使用316l金属粉末作为样品进行激光slm测试。没有添加振动时,平均晶粒尺寸为21μm,降低至添加振动后的0.8μm。经过在打印时增加振动,使得晶粒尺寸得到明显的细化。

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【技术保护点】

1.一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,步骤1中,金属基板选择与粉末同种合金制备的基板。

3.根据权利要求1所述的一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,步骤3中,保护气体为氩气或者氮气。

4.根据权利要求1所述的一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,步骤4中,振动方式为机械振动、电磁振动或超声波振动,振动频率为0-100M Hz,振动功率为0-5000W,振动幅度为0-5mm,振幅精度为±0.01-500μm。

5.根据权利要求1所述的一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,步骤4中,振动机构具备重量追平系统,当打印基板上铺粉量/增材金属高度增加时,振动机构可以自动调整功率,在新的重量上实现整体打印构件相同的振动频率。

6.根据权利要求1所述的一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,步骤4中,振动方向可实现垂直振动,水平振动包括X和Y方向,可以单轴振动或多轴同时振动;振动波形包括但不限于简谐波,方波,瞬态振动波,随机振动波。

7.根据权利要求1所述的一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,步骤4中,振动装置可置于打印基板的底侧,侧方或上方;当基板进行上移或下移的时候,振动装置停止;当开始增材打印的时候,振动机构运行。

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【技术特征摘要】

1.一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,步骤1中,金属基板选择与粉末同种合金制备的基板。

3.根据权利要求1所述的一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,步骤3中,保护气体为氩气或者氮气。

4.根据权利要求1所述的一种应用于增材的基座振动方法,其特征在于,步骤4中,振动方式为机械振动、电磁振动或超声波振动,振动频率为0-100m hz,振动功率为0-5000w,振动幅度为0-5mm,振幅精度为±0.01-500μm。

5.根据权利要求1所述的一种应用于增材的基...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘捷李振攀王汇王克鸿
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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