[發(fā)明專利]基于3D打印技術(shù)制備金屬基復(fù)合材料坯料的方法

在審

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• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN110079693A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田學(xué)鋒;楊小波;黃曉徐
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C1/10;C22C21/00;C22C32/00;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 無錫華源專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

1.基于3D打印技術(shù)制備金屬基復(fù)合材料坯料的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)選擇基體材料：選取一定規(guī)格的金屬粉末材料；

(2)選擇增強(qiáng)材料：選取一定規(guī)格的增強(qiáng)體材料；

(3)利用物理或者化學(xué)方法將工作平臺粗糙化處理；

(4)在粗糙化處理的工作平臺上預(yù)鋪一層如步驟(1)所述的金屬粉末材料；

(5)利用輻射的方式將步驟(4)的材料加熱處理，工作平臺下移；

(6)重復(fù)步驟(4)和步驟(5)，使工作臺上形成一定厚度的底層固結(jié)金屬層；

(7)在步驟(6)形成的底層固結(jié)金屬層上均勻鋪設(shè)一層金屬粉末材料；

(8)在步驟(7)基礎(chǔ)上按照特定的路徑鋪置增強(qiáng)體材料層，利用輻射的方式進(jìn)行加熱處理，所述特定的路徑為通過模擬軟件模擬分析得到的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行切片后形成的交錯的網(wǎng)格路徑；

(9)在步驟(8)的基礎(chǔ)上，即整個層面上或避開特殊路徑的區(qū)域，鋪設(shè)步驟(1)中的金屬粉末材料，利用輻射的方式進(jìn)行加熱處理，工作平臺下移；

(10)重復(fù)步驟(8)和(9)操作至完成坯料制作；

(11)在步驟(10)的基礎(chǔ)上鋪設(shè)一層如步驟(1)所述的金屬粉末材料，利用輻射的方式進(jìn)行加熱處理，工作平臺下移；

(12)重復(fù)步驟(11)的操作形成一定厚度的頂層固結(jié)金屬層直至完成部件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中所述金屬粉末材料為鎂、鋁、鋅粉末中的一種或者多種或其合金粉末中的一種；所述金屬粉末材料的平均粒徑在1～150μm之間；步驟(2)中所述的增強(qiáng)體材料為SiC納米顆粒、AlN納米顆粒、B₄C納米顆粒、Mg₂Si納米顆粒、Al₂O₃納米顆粒、石墨烯、碳納米管、碳纖維中的一種；所述SiC納米顆粒、AlN納米顆粒、B₄C納米顆粒、Mg₂Si納米顆粒或Al₂O₃納米顆粒的平均粒徑在1-200nm之間，所述石墨烯尺寸：厚度為1～50nm，長度1～30um；所述碳納米管尺寸：直徑10～60nm，長度1～30um；碳纖維尺寸為：直徑為10～80nm，長度1～30μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)～(10)在真空環(huán)境或者惰性氣體保護(hù)條件下完成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述的物理或者化學(xué)方法為：機(jī)械打磨或電化學(xué)腐蝕。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(7)進(jìn)行輻射加熱處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)中所述的輻射方式為激光射線或輻射加熱。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)中所述底層固結(jié)金屬層的厚度為2cm～10cm；步驟(12)中所述頂層固結(jié)金屬層的厚度為0.5cm～5cm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)、(7)、(9)或(11)中的鋪設(shè)的金屬粉末材料層厚為0.01～1mm；所述步驟(8)中鋪設(shè)特定路徑增強(qiáng)體材料層的厚度為0.1～1mm。