[發明專利]基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法

有效

• 申請號: 201711116151.3
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107790719B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 鄒善方;劉睿誠;吳利蘋;張志霄;姚圳珠;蔣安琪
• 申請（專利權）人: 成都優材科技有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F3/11;B33Y10/00
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 濮云杉;武森濤

1.基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，包括有三維設計、數據處理、參數設置和選區燒結，其特征為：

A.通過三維設計形成精細多孔結構的三維模型；

B.在數據處理軟件中對所述的三維模型添加支撐結構，并對三維模型進行分層處理；

C.在工藝控制軟件中對分層處理后的三維模型進行激光掃描的參數設置，并對全局的光斑補償進行設置，建立工作文件，導入成型設備中；

D.成型設備中設置柔性的鋪粉裝置，將金屬粉末置入成型設備的粉末倉中，所述的鋪粉裝置將金屬粉末從粉末倉平鋪到成型基板上后，光纖激光器發射激光將成型基板上的金屬粉末熔化，形成多孔結構的單層截面；

E.完成一層單層截面后，成型基板下降一層，再次將金屬粉末從粉末倉平鋪到成型基板上后，光纖激光器發射激光將成型基板上的金屬粉末熔化，再形成一層多孔結構的單層截面；判斷零件的多孔結構是否已成型，若已成型，則結束成型操作，取出多孔結構成型件；否則將成型基板下降一層，根據步驟C建立的工作文件，重復步驟D～E，使金屬粉末逐層熔化堆積，直到獲得成型的多孔結構零件；

步驟C中設置對三維模型的上表面輪廓和垂直表面輪廓的激光掃描的能量與對三維模型下表面輪廓的激光掃描的能量的最大比值為2.5，對三維模型的上表面輪廓和垂直表面輪廓的激光掃描速度與對三維模型下表面輪廓的激光掃描速度的最大比值為0.67。

2.如權利要求1所述的基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，其特征為：所述的支撐結構為樹形支撐結構，其中樹干的底部位于成型基板上。

3.如權利要求1所述的基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，其特征為：步驟D中，在光纖激光器發射激光前，通過向成型設備的成型室和過濾倉中充入惰性氣體，控制成型室的氧濃度為0.01％～0.09％。

4.如權利要求1所述的基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，其特征為：步驟C中將光斑補償的參數設置為－0.10～－0.13mm。

5.如權利要求4所述的基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，其特征為：在步驟C中將三維模型的大小縮放至理論尺寸的75％～80％。

6.如權利要求1所述的基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，其特征為：所述對上表面輪廓和垂直表面輪廓的激光掃描的能量為140W～200W，掃描速度為1000mm/s～1200mm/s；對下表面輪廓的激光掃描的能量為80W～120W，掃描速度為1800mm/s～2000mm/s。

7.如權利要求1所述的基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，其特征為：所述的三維模型為具有自支撐結構的多孔結構，多孔結構中的自支撐桿的懸垂角大于30°且小于90°，自支撐桿的直徑為0.2～0.4mm。

8.如權利要求1所述的基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，其特征為：步驟D中，在鋪粉裝置將金屬粉末平鋪在成型基板之前，先將成型基板預熱30℃～40℃。

9.如權利要求1至8之一所述的基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，其特征為：步驟D中所述柔性的鋪粉裝置包括碳纖維毛刷和/或硅橡膠結構。

10.如權利要求1至8之一所述的基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，其特征為：步驟D中所述的金屬粉末為鈦合金粉末或鈷鉻合金粉末。

11.如權利要求10所述的基于激光選區熔化的金屬精細多孔結構成型方法，其特征為：所述鈦合金粉末或鈷鉻合金粉末的粒徑為15～45μm。