[發明專利]基于電流傳感的交叉路徑金屬構件GMA增材制造方法

有效

• 申請號: 201811284792.4
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109128437B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 熊俊;喻永圣;劉廣超;陳輝
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/12;B23K9/16
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

1.一種基于電流傳感的交叉路徑金屬構件GMA增材制造方法，其特征在于，在交叉路徑金屬構件GMA增材制造過程中，采用電流傳感器實時檢測所有堆積路徑上GMA電弧的電流變化曲線，計算機控制系統根據檢測電流與設定電流的偏差及該偏差的變化趨勢，控制堆積路徑上的GMA槍行走速度或工作平臺的行走速度，從而實時調節堆積路徑及交叉路徑點處的金屬絲材填充量，實現交叉路徑金屬構件GMA增材制造堆積路徑及路徑交叉點成形的控制。

2.根據權利要求1所述的基于電流傳感的交叉路徑金屬構件GMA增材制造方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

步驟一：根據交叉路徑金屬構件三維模型，分層切片，確定每個層片內的堆積道路徑；

步驟二：調節GMA槍位置，使其垂直于基板上方，設定GMA槍噴嘴到基板表面的距離為14-18mm，GMA電弧的設定電流為I₀；

步驟三：啟動GMA電弧，開始成形堆積道，待電弧引燃2-5s后，開啟電流傳感器，數據采集卡實時采集GMA電弧的電流變化曲線，在t時刻，計算機控制系統根據檢測電流I_m與設定電流I₀的偏差e(t)的正負和大小，同時根據偏差的變化趨勢Δe(t)＝e(t)-e(t-1)，來控制堆積路徑上的GMA槍行走速度或工作平臺的行走速度，從而實時調節堆積路徑及交叉路徑點處的金屬絲材填充量，其中e(t-1)為前一時刻的偏差，待第一道堆積完成后，熄滅電弧，道間等待時間T設定為0.5-3.5min，重復上述過程，繼續堆積第一層第二道、第三道，直至第一層堆積結束，然后將GMA槍提升一個設定高度h，h的取值范圍為0.8-3.0mm；

步驟四：繼續重復步驟三，完成第二層、第三層至剩余層的成形，實現交叉路徑金屬構件GMA增材制造堆積路徑及路徑交叉點成形的控制。

3.根據權利要求2所述的基于電流傳感的交叉路徑金屬構件GMA增材制造方法，其特征在于：當e(t)0且Δe(t)0時，表明交叉路徑上有凸起點，且凸起點有逐漸增高的趨勢，應該增大GMA槍行走速度或工作平臺的行走速度，使得凸起點的高度降低。

4.根據權利要求1所述的基于電流傳感的交叉路徑金屬構件GMA增材制造方法，其特征在于：相鄰堆積層間對應堆積道上的路徑方向是相反的。

5.根據權利要求1所述的基于電流傳感的交叉路徑金屬構件GMA增材制造方法，其特征在于：交叉路徑是指在同一高度的成形層內，不同堆積道的路徑上存在重疊與交叉。

6.根據權利要求1所述的基于電流傳感的交叉路徑金屬構件GMA增材制造方法，其特征在于：計算機控制系統根據設計的反饋閉環控制器實現行走速度的控制，從而實時調節填絲量。