【技术实现步骤摘要】
本申请总体涉及复合材料的制备，并且更具体地涉及一种复合材料及其制备方法和用于层叠制造三维物体的机器。
技术介绍
1、在制备含有两种或更多组分的材料时，通常是通过合成或复合不同成分的材料而成。例如，对于金属材料与陶瓷材料的复合材料，尤其是纳米陶瓷颗粒与金属颗粒形成的复合材料，在制备金属基体的纳米陶瓷颗粒增强相的复合材料时，不管是激光烧结工艺，还是激光熔融工艺，都存在陶瓷纳米颗粒易团聚结块，无法均匀弥散在金属基体中的问题，导致复合后的材料性能达不到预期要求。激光烧结/熔融工艺一般是将混合材料进行激光烧结/熔融使其弥散，这种方法下纳米颗粒的团聚结块使其很难在金属基体中分散均匀，另能耗较高，温度控制很难精确，发生的反应也不可控。特别是增材制造中激光熔融工艺，由于纳米陶瓷颗粒的结块严重，导致激光扫描后，纳米陶瓷颗粒在金属熔池中无法均分分布，进而导致增材制造出的构件性能上达不到要求。
2、cn115369276a描述了一种sic和tib2双相增强铝基复合材料及其制备方法，通过将sic、tib2 陶瓷粉末以任意比例混匀后，再与铝基合金粉末混匀，并将其采用激光粉末床熔融增材制造技术打印于铝基合金基板上，在基板上形成复合材料a；将复合材料a与基板分离后，依次进行固溶热处理和时效热处理，即获得sic和tib2 双相增强铝基复合材料。该方案是通过将复合材料从增材制造的基板上分离后再进行固溶热处理和时效热处理，后处理工序复杂。
3、cn116275120a描述了一种陶瓷颗粒增强沉淀硬化型镍基高温合金性能提升方法，选用的高温合金为
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种复合材料及其制备方法和用于层叠制造三维物体的机器，旨在解决复合材料制备过程中存在的颗粒团聚、无法均匀分布及构件性能不达预期要求等技术问题。
2、为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
3、第一方面，本申请实施例提供一种制备复合材料的方法，包括：获取由至少两种具有不同能量吸收率的材料形成的混合材料；对所述混合材料进行第一能量处理以使所述混合材料中的至少一种材料发生裂解或碎化以便其均匀分布；对经所述第一能量处理后的所述混合材料进行第二能量处理以使所述至少一种材料均匀弥散在所述混合材料中的其它材料的基体中，形成复合材料，其中，所述第一能量处理和/或第二能量处理通过光束扫描向所述混合材料中输入能量。
4、在第一方面的可选实施方式中，所述第一能量处理与第二能量处理是先后沿着相同的路径进行扫描，针对同一位置的扫描时间间隔不大于10 ms。
5、在第一方面的可选实施方式中，第一能量处理的光束在所述混合材料扫描时呈现出连续的能量频率波动，交替出现峰顶和谷底。
6、在第一方面的可选实施方式中，在对所述混合材料进行第一能量处理之前，将所述混合材料施加在载体或在所述载体上形成的上一个材料层上以形成一个摊开或平铺的材料层。
7、在第一方面的可选实施方式中，所述第一能量处理和第二能量处理产生的能量不同，其中，所述第一能量处理产生的能量无法熔化所述基体，所述第二能量处理产生的能量能够熔化所述基体以形成熔池，所述至少一种材料均匀弥散在所述熔池中。
8、在第一方面的可选实施方式中，所述第二能量处理使用的光束功率大于所述第一能量处理使用的光束功率。
9、在第一方面的可选实施方式中，所述第一能量处理和第二能量处理使用的光束为同一光束或不同光束。
10、在第一方面的可选实施方式中，所述同一光束由一个能量束发射器发射产生，所述不同光束由对一个能量束发射器发射的光束进行分束产生或由不同的能量束发射器分别发射产生。
11、在第一方面的可选实施方式中，所述同一光束被配置为在所述第一能量处理中执行对所述第二能量处理的回程扫描，所述不同光束被配置为执行对所述第一能量处理和第二能量处理的交替扫描。
12、在第一方面的可选实施方式中，所述至少一种材料和其它材料分别选取金属、陶瓷、高分子材料、玻璃和纤维的至少一种。
13、在第一方面的可选实施方式中，所述至少一种材料选取陶瓷，所述其它材料选取金属。
14、在第一方面的可选实施方式中，所述第二能量处理被配置为通过选择性熔融扫描所述混合材料以形成至少一个三维物体的至少一个层或选择性熔融扫描逐层叠加的所述混合材料以形成所述至少一个三维物体，在所述至少一个三维物体的至少一个层的形成中，所述至少一种材料均匀弥散在所述混合材料中的其它材料的基体中。
15、在第一方面的可选实施方式中，所述第一能量处理被配置为不小于所述第二能量处理的覆盖范围。
16、在第一方面的可选实施方式中，所述第一能量处理的光束扫描深度不小于第二能量处理的光束扫描深度。
17、在第一方面的可选实施方式中，所述第一能量处理和第二能量处理被配置为在用于层叠制造三维物体的机器中进行。
18、第二方面，本申请实施例提供一种复合材料，所述复合材料利用第一方面任一项所述的方法制备而成。
19、第三方面，本申请实施例提供一种制备复合材料的系统，包括：材料混合设备，其被构造为对至少两种具有不同能量吸收率的材料进行混合以形成混合材料；具有至少一能量束发射器的光学扫描系统，所述光学扫描系统被构造为对所述混合材料进行第一能量处理以使所述混合材料中的至少一种材料发生裂解或碎化以便其均匀分布，并且对所述混合材料进行第二能量处理以使所述至少一种材料均匀弥散在所述混合材料中的其它材料的基体中，形成复合材料。
20、第四方面，本申请实施例提供一种用于层叠制造三维物体的机器，所述机器被配置为利用具有能量的至少一光束对逐层叠加的混合材料进行选择性熔融扫描来制造三维物体，所述混合材料由至少两种具有不同能量吸收率的材料形成；所述机器被进一步配置为在对所述混合材料进行选择性熔融扫描之前，利用所述至少一光束对所述混合材料进行预扫描以使所述混合材料中的至少一种材料发生裂解或碎化以便其均匀分布，进一步使得在利用所述至少一光束对所述混合材料进行选择性熔融扫描时，所述至少一种材料均匀弥散在所述混合材料中的其它材料的基体中。
21、第五方面，本申请实施例提供一种用于层叠制造三维物体的方法，包括：在载体上进行混合材料铺设以形成一个平铺的材料层，其中，所述混合材料由至少两种具有不同能量吸收率的材料形成；利用具有至少一能量束发射器的光学扫描系统对铺设的所述材料层进行预扫描以使所述混合材料中的至少一种材料发生裂解或碎化以便其均匀分布；利用所述光学扫描系统对经所述预扫本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备复合材料的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一能量处理与第二能量处理是先后沿着相同的路径进行扫描，针对同一位置的扫描时间间隔不大于10 ms。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述第一能量处理的光束在所述混合材料扫描时呈现出连续的能量波动，交替出现峰顶和谷底。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述混合材料进行第一能量处理之前，将所述混合材料施加在载体或在所述载体上形成的上一个材料层上以形成一个摊开或平铺的材料层。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一能量处理和第二能量处理产生的能量不同，其中，所述第一能量处理产生的能量无法熔化所述基体，所述第二能量处理产生的能量能够熔化所述基体以形成熔池，所述至少一种材料均匀弥散在所述熔池中。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二能量处理使用的光束功率大于所述第一能量处理使用的光束功率。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一能量处理和第二能量处理使用的光束为
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述同一光束由一个能量束发射器发射产生，所述不同光束由对一个能量束发射器发射的光束进行分束产生或由不同的能量束发射器分别发射产生。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述同一光束被配置为在所述第一能量处理中执行对所述第二能量处理的回程扫描，所述不同光束被配置为执行对所述第一能量处理和第二能量处理的交替扫描。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种材料和其它材料分别选取金属、陶瓷、高分子材料、玻璃和纤维的至少一种。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少一种材料选取陶瓷，所述其它材料选取金属。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二能量处理被配置为通过选择性熔融扫描所述混合材料以形成至少一个三维物体的至少一个层或选择性熔融扫描逐层叠加的所述混合材料以形成所述至少一个三维物体，在所述至少一个三维物体的至少一个层的形成中，所述至少一种材料均匀弥散在所述混合材料中的其它材料的基体中。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一能量处理被配置为不小于所述第二能量处理的覆盖范围。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一能量处理的光束扫描深度不小于第二能量处理的光束扫描深度。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一能量处理和第二能量处理被配置为在用于层叠制造三维物体的机器中进行。
16.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料利用权利要求1至15任一项所述的方法制备而成。
17.一种制备复合材料的系统，其特征在于，包括：
18.一种用于层叠制造三维物体的机器，所述机器被配置为利用具有能量的至少一光束对逐层叠加的混合材料进行选择性熔融扫描来制造三维物体，其特征在于，
19.一种用于层叠制造三维物体的方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种制备复合材料的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一能量处理与第二能量处理是先后沿着相同的路径进行扫描，针对同一位置的扫描时间间隔不大于10 ms。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述第一能量处理的光束在所述混合材料扫描时呈现出连续的能量波动，交替出现峰顶和谷底。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述混合材料进行第一能量处理之前，将所述混合材料施加在载体或在所述载体上形成的上一个材料层上以形成一个摊开或平铺的材料层。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一能量处理和第二能量处理产生的能量不同，其中，所述第一能量处理产生的能量无法熔化所述基体，所述第二能量处理产生的能量能够熔化所述基体以形成熔池，所述至少一种材料均匀弥散在所述熔池中。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二能量处理使用的光束功率大于所述第一能量处理使用的光束功率。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一能量处理和第二能量处理使用的光束为同一光束或不同光束。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述同一光束由一个能量束发射器发射产生，所述不同光束由对一个能量束发射器发射的光束进行分束产生或由不同的能量束发射器分别发射产生。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述同一光束被配置为在所述第一能量处理中执行对所述第二能量处理的回程扫描，所述不同光束被配置为执行对所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：云耀深维江苏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。