[發明專利]一種超細顆粒載液噴射微波燒結成形方法

在審

• 申請號: 201810608306.3
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108655407A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 郭明海;李廣生;李澄;葛青;龔天才;孫升斌;李波;李怡超;閆琦;李欣紅
• 申請（專利權）人: 沈陽精合數控科技開發有限公司
• 主分類號: B22F3/22
• 分類號: B22F3/22;B22F3/105;B33Y10/00
• 代理公司: 北京知迪知識產權代理有限公司 11628
• 代理人: 王勝利

本發明涉及一種超細顆粒載液噴射微波燒結成形方法。包括如下步驟：通過三維軟件建立待打印零件的實體三維模型和工藝支撐結構的三維模型；利用切片軟件對三維模型進行切片，設定制造參數，并編制工藝控制程序；將金屬粉末與分散劑按比例混合均勻，形成金屬噴射液，置入金屬噴射罐內；將支撐材料置入支撐噴射灌內；按照設定的工藝控制程序，通過多噴射頭分別將金屬噴射液和支撐材料逐層噴射至成形區的基板上，制造成形零件；將成形零件置于支撐材料的熔點以上的溫度，熔化去除支撐；通過微波升溫至900~1300℃，將處理后的打印零件燒結成型；將燒結成型的零件進行后處理，獲得最終成品零件。具有清潔安全，并可以保證零件各方面的均勻性。

技術領域

本發明涉及一種超細顆粒載液噴射微波燒結成形方法，屬于3D打印技術領域。

背景技術

目前金屬3D打印快速成型技術主要包括選區激光熔化成型（SLM）、選擇性激光燒結（SLS）、激光熔覆成型（LCF）和激光沉積成型（LDM）技術等，因其能勝任復雜結構一體快速成形的特點，已廣泛應用在航空航天、軍事、醫學、工業造型、機械制造、建筑、影視、家電、輕工、考古、文化藝術、雕刻、首飾等領域。

然而，上述3D打印激光成形技術都需要借助激光作為金屬熔融或燒結的能量源，成形方式為層層燒結，成形零件縱向與橫向性能差異性較大。此外，上述3D打印激光成型技術中，由于采用的成型材料都為粉體材料，粉體進入成型倉后，由于粉體的流動性大，使得粉體打印材料常常會分散至整個成型倉，整個成型倉內充滿粉體打印材料不僅會導致粉體材料浪費嚴重，而且打印完成后，還需要清理成型倉內四處散落的粉體材料，存在清理困難，費時費力的問題。

除了上述問題以外，現有技術中的3D打印激光成型技術中，對于需要支撐結構的零件，因為需要與3D打印在相同工藝條件下成型，支撐結構常常需要采用與待打印的粉體原料同材質的材料建立支撐，例如在SLM和SLS技術，而由于支撐結構在待打印零件的后續處理過程中是需要去除的，支撐結構部分的原料使用也會造成很大浪費，如果可以采用其它成型工藝，使得支撐材料可以選擇成本更低的、與待打印零件不同的材料，這樣就可以大大節省3D打印的成本。上述金屬3D打印快速成型技術中也有成形零件精度較差、需要二次加工（LCF和LDM技術）等缺點。

而本發明所采用的超細顆粒載液噴射微波燒結成形是一種低成本、高效率、高精度的成型技術，無需激光能源，更無需采用同材質粉末將成形倉填滿和建立同材質支撐，且成形產品光潔度高。此技術一旦上市，必將顛覆工業級金屬3D打印領域。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提供了一種超細顆粒載液噴射微波燒結成形方法，包括如下步驟：

S1.通過三維軟件建立待打印零件的實體三維模型和工藝支撐結構的三維模型；

S2.利用切片軟件對三維模型進行切片，設定制造參數，并編制工藝控制程序；

S3.將金屬粉末與分散劑按比例混合均勻，形成金屬噴射液，置入金屬噴射罐內；將支撐材料置入支撐噴射灌內；

S4.按照設定的工藝控制程序，通過多噴射頭分別將金屬噴射液和支撐材料逐層噴射至成型區的基板上，制造待打印零件；

S5.將步驟S4中的待打印零件置于支撐材料的熔點以上的溫度下，熔化去支撐；

S6. 通過微波升溫至900~1300℃，將步驟S5中處理后的待打印零件燒結成型；

S7.將步驟S6中燒結成型的零件進行后處理，獲得最終成品零件。

進一步地，所述步驟S3中，所述金屬粉末與分散劑添加量的質量比為（92~75）: （8~25）。

進一步地，所述金屬粉末的平均粒徑為0.002 mm~0.015 mm。