[發(fā)明專(zhuān)利]一種超長(zhǎng)金屬件的3D打印、熱處理一體化加工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710572858.9
• 申請(qǐng)日: 2017-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107511481A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅山泓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州雄俊智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22F3/105
• 分類(lèi)號(hào): B22F3/105;B22F3/24;C22F1/02;C22F1/18;C21D1/18;C21D1/773;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 廣州中浚雄杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司44254
• 代理人: 劉剛成

1.一種超長(zhǎng)金屬件的3D打印、熱處理一體化加工方法，其特征在于包括有以下步驟：

（1）設(shè)計(jì)3D打印方案使金屬件位于金屬基板的上方，在金屬件和金屬基板之間設(shè)置2個(gè)或2個(gè)以上金屬支撐體連接金屬件和金屬基板，金屬件的長(zhǎng)軸沿著金屬基板的對(duì)角線設(shè)置；

（2）使用金屬3D打印機(jī)按照3D打印方案在金屬基板上逐層打印金屬支撐體和金屬件；

（3）3D打印完成后，將金屬件、金屬支撐體和金屬基板整體取出，清除表面殘余的金屬粉末；

（4）將金屬件、金屬支撐體和金屬基板整體進(jìn)行真空熱處理，真空熱處理工藝按照金屬件的真空熱處理工藝確定；

（5）去除金屬件上的金屬支撐體，并打磨拋光金屬件為成品；

（6）去除金屬基板上的金屬支撐體，并打磨拋光金屬基板備用。

2.一種超長(zhǎng)金屬件的3D打印、熱處理一體化加工方法，其特征在于包括有以下步驟：

（1）設(shè)計(jì)3D打印方案使金屬件位于金屬基板的上方，在金屬件和金屬基板之間設(shè)置2個(gè)或2個(gè)以上金屬支撐體連接金屬件和金屬基板，金屬件的長(zhǎng)軸沿著金屬基板及金屬基板可以垂直移動(dòng)的距離并在金屬基板的上方構(gòu)成的立方體的體對(duì)角線設(shè)置；

（2）使用金屬3D打印機(jī)按照3D打印方案在金屬基板上逐層打印金屬支撐體和金屬件；

（3）3D打印完成后，將金屬件、金屬支撐體和金屬基板整體取出，清除表面殘余的金屬粉末；

（4）將金屬件、金屬支撐體和金屬基板整體進(jìn)行真空熱處理，真空熱處理工藝按照金屬件的真空熱處理工藝確定；

（5）去除金屬件上的金屬支撐體，并打磨拋光金屬件為成品；

（6）去除金屬基板上的金屬支撐體，并打磨拋光金屬基板備用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超長(zhǎng)金屬件的3D打印、熱處理一體化加工方法，其特征在于：在所述步驟（1）中，建立金屬件與金屬基板的STL模型，在STL模型中，根據(jù)支撐設(shè)計(jì)的參數(shù)，比如支撐面角度，最大非支撐面面積，最大非支撐懸臂長(zhǎng)度等，提取支撐面，通過(guò)STL模型進(jìn)行的干涉計(jì)算生成金屬支撐體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超長(zhǎng)金屬件的3D打印、熱處理一體化加工方法，其特征在于：在所述步驟（1）中，金屬支撐體在金屬件的投影面上均勻分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超長(zhǎng)金屬件的3D打印、熱處理一體化加工方法，其特征在于：在所述步驟（1）中，在金屬件厚度變化的區(qū)域設(shè)置較多的金屬支撐體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超長(zhǎng)金屬件的3D打印、熱處理一體化加工方法，其特征在于：在所述步驟（4）中，所述金屬件的材料為鈦或鈦合金，所述真空熱處理的工藝包括，第一階段熱處理，真空熱處理爐內(nèi)真空度不小于10^-3Pa，從室溫升溫45-60分鐘至630-670℃，保溫45-60分鐘，升溫30-40分鐘至850-900℃，保溫4-6小時(shí)，保溫結(jié)束后立即對(duì)金屬件進(jìn)行真空氣淬冷卻至20-100℃；第二階段熱處理，從20-100℃升溫35-45分鐘至530-570℃，保溫4-6小時(shí)，保溫結(jié)束后立即對(duì)金屬件進(jìn)行真空氣淬冷卻至室溫。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超長(zhǎng)金屬件的3D打印、熱處理一體化加工方法，其特征在于：在所述步驟（4）中，所述金屬件的材料為不銹鋼，所述真空熱處理的工藝包括，第一階段熱處理，真空熱處理爐內(nèi)真空度不小于10^-1Pa，從室溫升溫45-60分鐘至630-670℃，保溫45-60分鐘，升溫30-40分鐘至850-900℃，保溫45-60分鐘，繼續(xù)升溫至1050-1100℃，保溫3-4小時(shí)，保溫結(jié)束后立即對(duì)金屬件進(jìn)行真空氣淬冷卻至20-100℃；第二階段熱處理，在保護(hù)氣氛爐內(nèi)從20-100℃升溫35-45分鐘至160-200℃，保溫4-6小時(shí)，出爐后冷卻至室溫。