[發明專利]零件與模具的熔積成形復合制造方法及其輔助裝置

有效

• 申請號: 201010147632.2
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN101817121A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 張海鷗;王桂蘭
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23P6/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 方放

1.一種零件與模具的熔積成形復合制造方法，包括：

一.模型分層步驟：根據零件或模具的三維CAD模型的尺寸精度要求，對零件或 模具的三維CAD模型進行分層切片處理；

二.生成數控代碼步驟：根據零件或模具的三維CAD模型分層切片數據和各層尺 寸和形狀的特點進行成形路徑規劃，生成成形加工所需的各層數控代碼；

三.熔積成形步驟：采用數控的氣體保護焊束或激光束，按照各層數控代碼指定 的軌跡，使用熔積成形焊槍，在基板上將金屬、金屬間化合物、陶瓷或復合梯度功能 材料的粉末或絲材逐層熔積成形；

其特征在于：

在與氣體保護焊束或激光束作用下熔融軟化的區域相接觸處，安裝微型軋輥或微 型擠壓裝置；在進行熔積成形步驟的同時，微型軋輥或微型擠壓裝置隨著熔積區域同 步移動，對熔積區域作壓縮成形與加工；

逐層同步進行熔積成形與加工，直至達到零件或模具的尺寸和表面精度的要求。

2.如權利要求1所述的熔積成形復合制造方法，其特征在于：

所述熔積成形步驟中，若成形體達不到零件或模具的尺寸和表面精度的要求，則 在成形過程中逐層或多層分段采用研磨、拋光，對成形體進行精整加工，直至達到零 件或模具的尺寸和表面精度要求。

3.如權利要求1或2所述的熔積成形復合制造方法，其特征在于：

所述熔積成形步驟中，所述熔積成形焊槍為等離子焊槍、氣體保護焊槍或者激光 焊頭；

所述金屬為可用于氣體保護焊或激光焊接的金屬或合金材料；

所述金屬間化合物為可用于表面熔覆的金屬間化合物材料；

所述陶瓷為可用于表面熔覆的陶瓷材料；

所述復合或梯度功能材料為由上述金屬、金屬間化合物、陶瓷復合的材料，或復 合之后材料成分可梯度變化的材料。

4.如權利要求1所述的熔積成形復合制造方法，其特征在于：

所述微型軋輥或微型擠壓裝置固定于所述熔積成形焊槍頭上，在逐層熔積成形過 程中，微型軋輥或微型擠壓裝置隨熔積成形焊槍同步運動，微型軋輥的側立輥或微型 擠壓裝置的夾板跟隨在熔融軟化區側面，微型軋輥的水平輥或微型擠壓裝置的壓板始終 保持與熔池后方附近的半凝固軟化區域相接觸，對該區域施加塑性變形。

5.如權利要求1所述的熔積成形復合制造方法，其特征在于：

所述微型軋輥或微型擠壓裝置固定于數控加工頭上或機器人手腕上，所述數控加 工頭或機器人手腕與熔積成形制造中使用的熔積成形焊槍保持同步，在逐層熔積成形 過程中，微型軋輥或微型擠壓裝置隨熔積成形焊槍運動，微型軋輥的側立輥或微型擠 壓裝置的夾板跟隨在熔融軟化區側面，微型軋輥的水平輥或微型擠壓裝置的壓板柔性跟 蹤熔池后方附近的半凝固軟化區域，對該區域施加塑性變形。

6.一種用于權利要求1所述熔積成形復合制造方法的微型軋輥，包括左、右側 立輥和水平輥，其特征在于：

所述左、右側立輥分別通過軸銷與左、右旋轉臂連接，左、右旋轉臂分別通過軸 銷與左、右垂直臂連接，左、右垂直臂固聯在第一固定架上；

所述水平輥通過軸銷與后旋轉臂連接，后旋轉臂通過軸銷與后垂直臂連接，后垂 直臂固聯在第二固定架上。