[發明專利]一種用于解決激光熔覆成形開放薄壁件端部塌陷的方法

有效

• 申請號: 201710505224.1
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107262716B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 傅戈雁;鄧志強;石拓;石世宏;周斌
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 蘇州謹和知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32295
• 代理人: 葉棟

本發明涉及一種用于解決激光熔覆成形開放薄壁件端部塌陷的方法，包括以下步驟：(1)拍攝獲取薄壁件照片，將薄壁件照片導入制圖軟件，以在制圖軟件中形成模型件，模型件具有因塌陷而缺少的部分形貌，將模型件因塌陷而缺少的部分形貌視為缺陷等截面體，處理后獲得缺陷等截面體的體積V₁；(2)通過模擬的方式，在缺陷等截面體的位置上采用激光停滯的方法以堆積形成缺陷等截面體，計算形成該等截面體所需停滯總時間T；(3)在相同工藝參數下，通過停滯總時間T計算得到激光束在缺陷等截面體所在坐標位置上的每層停滯時間t；(4)在相同工藝參數下，激光束在缺陷等截面體所在坐標位置上每層停滯時間為t，使其逐層堆積直至獲得模型件實體。

技術領域

本發明涉及一種用于解決激光熔覆成形開放薄壁件端部塌陷的方法，具體涉及一種通過控制激光束在成形件端部停滯一定時間的方法來解決激光熔覆成形開放薄壁件端部塌陷的問題。

背景技術

薄壁零構件由于質量輕、易于加工、生產成本較低等優勢而被廣泛應用于各工程領域，如各種民用支柱、桁架、力臂、橫梁、底座以及軍用航空飛機機翼、葉片等。傳統的加工薄壁零構件的方法多為機加工，通過對毛坯去除材料加工成形，這樣對材料的利用率較低。激光熔覆成形技術是利用計算機生成零件的三維CAD實體模型，再利用切片分層的方法將三維實體信息轉化為若干維輪廓信息，然后將金屬粉末按照規劃路徑填滿二維輪廓，最后堆積成三維實體零件。該技術對材料的利用率較高，適合加工薄壁零構件。

然而，激光熔覆成形技術加工薄壁件時常常會存在不同的缺陷，如開放式薄壁件端部的塌陷。塌陷的產生不僅影響了零件的外觀形貌，甚至使零件加工無法繼續而導致報廢。因此，在如何利用激光熔覆成形技術加工薄壁件對材料利用率高這一優勢上，解決開放薄壁件端部塌陷問題變得刻不容緩。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于解決激光熔覆成形開放薄壁件端部塌陷的方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種用于解決激光熔覆成形開放薄壁件端部塌陷的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)拍攝獲取薄壁件照片，將所述薄壁件照片導入制圖軟件，以在制圖軟件中形成模型件，所述模型件具有因塌陷而缺少的部分形貌，將所述模型件因塌陷而缺少的部分形貌視為缺陷等截面體，通過制圖軟件處理以獲得缺陷等截面體的體積V₁；

(2)通過模擬的方式，當激光束掃描至所述缺陷等截面體的位置時停滯以堆積形成缺陷等截面體，計算形成所述缺陷等截面體時激光束所需停滯總時間T；

(3)得到激光束所需停滯總時間T，并通過停滯總時間T計算得到激光束在缺陷等截面體所在坐標位置上的每層停滯時間t；

(4)得到每層停滯時間t后，使得激光束在所述薄壁件的缺陷等截面體所在的坐標位置上每層停滯時間為t，使其逐層堆積直至獲得最后模型件實體。

進一步的，

所述薄壁件照片至少包括缺陷等截面體及單道等截面體，所述缺陷等截面體的體積V₁計算公式如下：

V₁＝S₁*d，其中S₁為缺陷等截面體的橫截面積，d為薄壁件的實際壁厚。

進一步的，所述激光束停滯總時間T為V₁/S₂*f，其中S₂為單道等截面體的橫截面積，f為激光掃描速度。

進一步的，所述激光束在每層停滯的平均時間t為T/N。

進一步的，所述缺陷等截面體堆積的掃描方式包括單向掃描或雙向掃描。