【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及增材制造，尤其涉及一种铝合金的粉床电子束增材制造方法。
技术介绍
1、增材制造技术又称3d打印技术，与传统工艺相比，增材制造技术具有生产周期短、成本低等特点。铝合金具有密度低、比强度高、塑性好及耐腐蚀性强等优点，在航空航天、交通运输等领域具有广泛的应用前景。随着产品技术水平的不断提高和研制周期的不断缩短，对复杂精密铝合金构件的制造技术提出了更高的要求，不仅要求制造效率高，还要求具有随装备设计变化而变化的快速响应能力，以及对复杂精密铝合金构件生产制造时的灵活适应性。传统的制造技术显然难以满足上述要求，因此，开发铝合金的增材制造技术成为研究的热点之一。
2、相关技术中，在目前主流的增材制造技术中，铺粉式的增材制造技术具有尺寸精度高、表面质量好及力学性能优异等优点，且可以在真空或保护气体环境下成形，是小型铝合金构件的理想增材制造技术。根据热源不同，铺粉式增材制造技术可分为选择性激光熔融（selective laser melting，slm）技术和电子束选区熔化（electron beam selectivemelting，sebm）技术两类。目前应用最广的为选择性激光熔融技术，然而由于部分铝合金对激光存在较大的折射率，影响了激光增材制造在铝合金上的广泛应用。国内外使用激光作为热源研究铝合金的增材制造技术，仅局限于铸造铝合金系列或者焊接性较好的铝合金，例如alsi10mg铸造铝合金和7075铝合金等。
3、而电子束选区熔化技术则无此类限制，由于电子束能量密度高，可以轻松熔化包括钨、钼、钽等难熔金
4、在攻克电子束选区熔化技术在成形铝合金过程中的技术难题时，由于铝合金材料的熔点较低（≤660℃），其粉末在500~600℃时极易结块。在粉床电子束增材制造过程中，由于存在铺粉后扫描预热过程，粉床的温度会快速升高，铝合金粉末在这一过程中容易出现起皮、结块被刮刀刮走的现象，从而导致成形质量差甚至打印失败。其次，铝合金粉末由于质量较轻，如果粉末之间烧结度不足，在电子束的轰击下容易出现粉末随电子束一起移动的“推粉”现象，这一过程也会导致成形质量下降。
5、因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。
6、需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本申请的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种铝合金的粉床电子束增材制造方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
2、根据本申请实施例提供的一种铝合金的粉床电子束增材制造方法，该方法包括：
3、将成形室内的基板预热至预设温度；
4、在预热后的所述基板上铺设铝合金粉末，并利用散焦的电子束对所述基板上的所述铝合金粉末进行粉末预热；
5、利用散焦的所述电子束对预热后的所述铝合金粉末所在的局部预热区域进行局部预热，以使零件熔化区域内的所述铝合金粉末进一步烧结；其中，所述局部预热区域的面积大于所述零件熔化区域的面积，所述局部预热区域的形状与所述零件熔化区域的形状相同，所述局部预热区域的中心与所述零件熔化区域的中心重合；
6、利用聚焦的所述电子束对局部预热后的所述铝合金粉末进行选区熔化成形；
7、重复上述铺粉、局部预热和选区熔化成形的步骤，直至得到目标零件。
8、本申请的一实施例中，所述预设温度为360~400℃。
9、本申请的一实施例中，对所述基板上的所述铝合金粉末进行粉末预热时，散焦的所述电子束的第一离焦量的控制电压为-1~-0.6v或0.6~1v，第一散焦电流为3~10ma。
10、本申请的一实施例中，所述局部预热区域的外轮廓与所述零件熔化区域的外轮廓之间具有预设距离。
11、本申请的一实施例中，所述预设距离的范围为(0,10]，所述预设距离的单位为mm。
12、本申请的一实施例中，对预热后的所述铝合金粉末所在的局部预热区域进行局部预热时，散焦的所述电子束的第二离焦量的控制电压为-1~-0.6v或0.6~1v，第二散焦电流为16~20ma。
13、本申请的一实施例中，所述将成形室内的基板预热至预设温度之前包括：
14、分别对所述成形室和枪室进行抽真空并充入惰性气体，以使所述成形室的真空度达到第一预设真空度，所述枪室的真空度达到第二预设真空度。
15、本申请的一实施例中，所述第一预设真空度为1×10-1~2×10-1pa，所述第二预设真空度为4×10-4~9×10-4pa。
16、本申请的一实施例中，所述惰性气体为氦气或氩气。
17、本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
18、本申请的实施例中，通过上述方法，利用散焦的电子束对基板上的铝合金粉末进行粉末预热，不仅可以对粉床起到稳固作用，还可以降低粉床升温速度，从而抑制粉床过热结块。利用散焦的电子束对预热后的铝合金粉末所在的局部预热区域进行局部预热，增强了铝合金粉末之间的结合力，避免了选区熔化阶段电子束对粉床冲击过大，出现“推粉”现象，从而提升了目标零件的内部质量。
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1.一种铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，所述预设温度为360~400℃。
3.根据权利要求1所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，对所述基板上的所述铝合金粉末进行粉末预热时，散焦的所述电子束的第一离焦量的控制电压为-1~-0.6V或0.6~1V，第一散焦电流为3~10mA。
4.根据权利要求1所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，所述局部预热区域的外轮廓与所述零件熔化区域的外轮廓之间具有预设距离。
5.根据权利要求4所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，所述预设距离的范围为(0,10]，所述预设距离的单位为mm。
6.根据权利要求1所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，对预热后的所述铝合金粉末所在的局部预热区域进行局部预热时，散焦的所述电子束的第二离焦量的控制电压为-1~-0.6V或0.6~1V，第二散焦电流为16~20mA。
7.根据权利要求1所述的铝合金的粉床电子束
8.根据权利要求7所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，所述第一预设真空度为1×10 -1~2×10 -1Pa，所述第二预设真空度为4×10 -4~9×10 -4Pa。
9.根据权利要求7所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，所述惰性气体为氦气或氩气。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，所述预设温度为360~400℃。
3.根据权利要求1所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，对所述基板上的所述铝合金粉末进行粉末预热时，散焦的所述电子束的第一离焦量的控制电压为-1~-0.6v或0.6~1v，第一散焦电流为3~10ma。
4.根据权利要求1所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，所述局部预热区域的外轮廓与所述零件熔化区域的外轮廓之间具有预设距离。
5.根据权利要求4所述的铝合金的粉床电子束增材制造方法，其特征在于，所述预设距离的范围为(0,10]，所述预设距离的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王一帆，全俊涛，张凯军，孙培原，袁新波，习勇，车倩颖，王元一，贺卫卫，向长淑，
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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