[發(fā)明專(zhuān)利]多金屬液態(tài)噴射沉積增材制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210573217.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103586466A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單忠德;劉豐;盧澤宇;李柳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心
• 主分類(lèi)號(hào): B22F3/115
• 分類(lèi)號(hào): B22F3/115
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于增材制造領(lǐng)域，涉及多金屬?lài)娚涑练e成形，具體提供了一種多噴頭噴射沉積成形方法。

背景技術(shù)

金屬?lài)娚涑尚渭夹g(shù)是一種快速凝固成形材料制備技術(shù)，該方法是把液態(tài)金屬的霧化(快速凝固)以及霧化熔滴的沉積(熔滴動(dòng)態(tài)致密固化)自然地結(jié)合起來(lái)，用最少的工序，直接從液態(tài)金屬制取高性能材料或近成形零件。金屬?lài)娚涑练e技術(shù)既克服了傳統(tǒng)鑄造過(guò)程中存在的砂眼、粘砂、氣孔、縮孔等缺點(diǎn)，又?jǐn)P棄了粉末冶金工序繁多，氧化嚴(yán)重等不足。同時(shí)又兼有粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，是一種極具競(jìng)爭(zhēng)力的快速凝固工藝。由于快速凝固的組織優(yōu)勢(shì)，各種噴射沉積材料的組織性能，如耐蝕、耐磨、磁性、強(qiáng)度、韌性等性能指標(biāo)較常規(guī)鑄鍛工藝生產(chǎn)的材料有大幅度提高，可與粉末冶金材料的組織性能相當(dāng)。

對(duì)于金屬?lài)娚涑尚渭夹g(shù)工業(yè)化生產(chǎn)而言，需要保證足夠的加工效率，滿(mǎn)足不同的金屬零件工藝性能，但是目前的金屬?lài)娚涑尚渭夹g(shù)，一般都是采用同種金屬或合金加工，相同的金屬?lài)娚涑尚螄婎^。而多金屬?lài)娚涑练e快速成形技術(shù)是在綜合利用噴射成形工藝在材料制備方面優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，采用不同金屬性能的材料，通過(guò)合理的噴射成形工藝，直接噴射成形獲得高致密度的多金屬零件，實(shí)現(xiàn)多金屬零件的精密、快速制造，成形零件具有足夠的硬度和韌性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)目前金屬?lài)娚涑练e成形方法只有單一合金材料與單一噴射噴頭進(jìn)行金屬?lài)娚涑练e增材制造方法。本發(fā)明的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種柔性化程度高，成形零件具有高硬度和高韌性的多噴頭、多金屬?lài)娚涑练e增材制造方法。?

1、多金屬液態(tài)噴射沉積增材制造方法包括如下步驟：

（1）建立零件的計(jì)算機(jī)三維實(shí)體模型，將建立的模型z向分層，得到當(dāng)前層的掃描路徑，并加入材料信息；

（2）待沉積的多種金屬材料分別通過(guò)加熱裝置熔化成液態(tài)；

（3）根據(jù)當(dāng)前層信息選擇噴頭沿當(dāng)前層掃描路徑進(jìn)行金屬材料液態(tài)噴射成形；

（4）一層噴射完畢后，移動(dòng)一個(gè)層高；

（5）重復(fù)步驟（3）~（4），直至零件成形完成。

2、在上述噴射沉積增材制造方法中，分層包含零件結(jié)構(gòu)尺寸信息和沉積材料信息。

3、在上述噴射沉積增材制造方法中，加熱裝置配有各種原輔材料加料系統(tǒng)。

4、在上述噴射沉積增材制造方法中，加熱裝置加熱熔化一種金屬材料或同時(shí)加熱熔化多種金屬材料。

5、在上述噴射沉積增材制造方法中，移動(dòng)一個(gè)層高是工作臺(tái)下降一個(gè)層厚或噴嘴上升一個(gè)層厚。

6、在上述噴射沉積增材制造方法中，在同一層上是多個(gè)金屬沉積噴頭同時(shí)沉積，或是所述多個(gè)噴頭中的單個(gè)噴頭單獨(dú)沉積。

7、在上述噴射沉積增材制造方法中，在同一層上是不同材料同時(shí)沉積或是不同材料單獨(dú)沉積。

8、在上述噴射沉積增材制造方法中，沉積過(guò)程在真空環(huán)境下或在保護(hù)氣體環(huán)境下進(jìn)行。

9、在上述噴射沉積增材制造方法中，金屬材料在加熱熔化過(guò)程是在大氣環(huán)境下或真空環(huán)境下或保護(hù)氣體環(huán)境下。

10、在上述噴射沉積增材制造方法中，在輪廓和內(nèi)部填充可以分別采用不同的噴頭、不同的噴射速率和不同的掃描速度。

11、在上述噴射沉積增材制造方法中，在整體的工作臺(tái)，或在一個(gè)帶有多桿任意排布、受控升降組成型腔的柔性工作臺(tái)上沉積成形。

綜上所述：本發(fā)明的多金屬?lài)娚涑练e成形方法所產(chǎn)生的效果是使用的多金屬?lài)娚涑尚问羌啥群芨叩娜嵝灾圃爝^(guò)程，可緊密結(jié)合過(guò)程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品成形，具有非常高的噴射沉積效率，能夠滿(mǎn)足快速制造與高性能要求。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明的多金屬液態(tài)噴射沉積增材制造方法的工藝流程圖。

圖2?為采用為本發(fā)明方法制造的多金屬零件剖視圖。

圖3?為采用為本發(fā)明方法制造的多金屬零件俯視圖。

具體實(shí)施方式

為了清楚地表達(dá)出本發(fā)明的多金屬液態(tài)噴射沉積增材制造方法步驟特點(diǎn)，以下列舉一個(gè)由A、B、C三種金屬材料復(fù)合成形的多金屬零件的噴射沉積增材制造實(shí)施例。

利用計(jì)算機(jī)建立成形零件的三維CAD實(shí)體模型；

將該三維實(shí)體模型在Z向分層，即將三維實(shí)體模型分成可加工單層厚度的層狀模型，每個(gè)噴射層既包含選擇A、B、C中的一種或多種金屬材料，也包含所選用一種或多種金屬材料的分布區(qū)域等信息；