[發明專利]一種對扁平金屬零件沿流線方向選區激光熔化成形方法

有效

• 申請號: 201810390401.0
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108480633B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 顧成義;張曉磊;羅開玉;沈華賓;魯金忠
• 申請（專利權）人: 江蘇海宇機械有限公司;江蘇大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 馮燕平

1.一種對扁平金屬零件沿流線方向選區激光熔化成形的方法，其特征在于，以待加工零件的一側端面作為基底，根據軟件設計好的扁平金屬零件最佳流線圖，規劃出適合加工的最佳流線路徑和激光掃描速度和搭接率，從內圈環形流線向著外圈環形流線，從下往上進行選區激光熔化成形，最終達到零件力學性能接近甚至達到鍛件水平的目的，具體步驟為：

(1)模擬并優化扁平金屬零件的流線，沿水平方向將零件分層為等厚的層層堆疊的平行切片，每一層切片的流線為層層環繞的封閉曲線；

(2)調整相關參數以規劃每一層切片內的激光掃描路徑，并且滿足溫升ΔT為材料熔點；

(3)送粉后，從切片最內層環形流線開始，任取環形流線上一點作為起點，順時針沿著環形流線按照預定參數進行選區激光熔化直至完成最內圈環形流線的加工；從內向外依次完成每一圈環形流線的選區激光熔化加工；

(4)依據選區激光熔化成形的操作流程依次對每一層切片進行選區激光熔化加工操作，相鄰上下切片的熔道應錯開，最終完成扁平金屬零件的選區激光熔化加工。

2.如權利要求1所述的一種對扁平金屬零件沿流線方向選區激光熔化成形的方法，其特征在于，所述扁平金屬零件是指高徑比小于0.4的零件，且零件的流線終止于兩個端面，即零件的端面力學性能要求不高，主要力學性能指標由柱面決定。

3.如權利要求1所述的一種對扁平金屬零件沿流線方向選區激光熔化成形的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述優化的流線應與主應力方向相同，不能有穿流和明顯的渦流。

4.如權利要求1所述的一種對扁平金屬零件沿流線方向選區激光熔化成形的方法，其特征在于，步驟(2)中，溫升確定激光功率P，激光光斑直徑D，粉末密度ρ，材料比定壓熱容C_P，鋪粉厚度H，激光掃描速度V，材料溫升ΔT，當溫升ΔT為材料熔點時為最佳；所述溫升ΔT在低于熔點時，會出現固相燒結或者液相燒結，不符合加工要求；當ΔT高于熔點時，會出現汽化甚至等離子化現象，同樣不符合加工要求，因此應在滿足ΔT等于熔點的條件下使得各參數滿足該溫升公式。

5.如權利要求1所述的一種對扁平金屬零件沿流線方向選區激光熔化成形的方法，其特征在于，步驟(2)中，掃描路徑具體表現為：在搭接率50％時，激光掃描速度逐步遞增，熔道寬度逐步減小，流線趨向密集；在掃描速度遞增至最高速度時，搭接率從50％逐步遞增至70％，進一步提高流線密集程度。

6.如權利要求5所述的一種對扁平金屬零件沿流線方向選區激光熔化成形的方法，其特征在于，所述激光最高掃描速度，需要滿足粉層仍能完全熔化，即將出現球化現象但沒有出現的臨界激光掃描速度。

7.如權利要求1所述的一種對扁平金屬零件沿流線方向選區激光熔化成形的方法，其特征在于，步驟(3)中，對環形流線選區激光熔化加工按逆時針方向進行。