一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺，其包括以下步骤，S1根据预设的工件三维模型，确定从工件基体区到强化区的打印材料的成分梯度路径；S2根据所述S1的成分梯度路径在逐层铺设基体粉末后，在强化区喷射碳纳米颗粒溶液；S3在基体区采用高扫描速度和低功率参数进行L‑PBF处理，强化区则采用低扫描速度和高功率进行L‑PBF处理，以使基体粉末和碳纳米颗粒形成冶金结合；S4重复S2和S3直至成型，经后处理，得到工件。本发明专利技术具有成分控制精度高、材料利用率高、可实现复杂功能梯度结构的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属增材制造的，尤其是涉及一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺。

技术介绍

1、激光粉末床熔融技术（l-pbf）是一种在金属部件制造领域广泛应用的增材制造（am）技术。该技术以设计的灵活性和资源利用的高效率而闻名。然而，鉴于l-pbf技术的形成原理与传统材料去除技术存在本质差异，因此，对材料的显微组织结构及其力学性能进行深入评估与分析显得尤为必要。由于l-pbf技术在制造过程中所用原料的特性，材料内部易形成多种类型的孔隙，这些孔隙的存在可能导致材料在使用过程中出现疲劳行为。鉴于后续热处理过程难以有效改善l-pbf制造材料内部的缺陷，因此，加工条件的选择与优化对于提升材料性能至关重要。

2、在金属增材制造领域，激光粉末床熔融技术占据显著地位，甚至在某些方面具有主导性影响力。该技术的主要优势包括：能够以较高的分辨率生产出多个零件，包括一些大型零件；工艺过程相对易于理解和掌握，成形过程稳定，最终制造结果具有较高的可预测性。尽管激光粉末床熔融技术具有上述优势，但其亦存在若干缺点和局限性。传统l-pbf技术面临以下挑战：首先，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺，其特征在于：包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺，其特征在于：在所述S1中，先对预设的工件三维模型进行应力分析，重点识别出圆角承受周期性载荷的易磨损区域作为强化区，基于力学性能需求，确定从工件基体到强化区的打印材料的成分梯度路径。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺，其特征在于：在所述S2中，基体区和强化区采用气雾化法制备的H13钢粉作为基体粉末。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末床熔融的材料成分...

【技术特征摘要】

1.一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺，其特征在于：包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺，其特征在于：在所述s1中，先对预设的工件三维模型进行应力分析，重点识别出圆角承受周期性载荷的易磨损区域作为强化区，基于力学性能需求，确定从工件基体到强化区的打印材料的成分梯度路径。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺，其特征在于：在所述s2中，基体区和强化区采用气雾化法制备的h13钢粉作为基体粉末。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺，其特征在于：在所述s2中，喷墨打印的碳纳米颗粒溶液由包含以下重量百分比的原料组成，碳粉1~3wt%，乙醇80~90wt%，分散剂1~3wt%，稳定剂0.5~1.0wt%，黏度调节剂0.1~0.5wt%。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺，其特征在于：在所述s2中，碳纳米颗粒溶液中的碳纳米颗粒的粒径为180~220nm。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末床熔融的材料成分可调控增材制造工艺，其特征在于：在所述s3中，控...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨高林，宋一然，姚建华，张群莉，范丽莎，陈智君，王扬帆，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：