[發明專利]一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法

在審

• 申請號: 201910576461.6
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110170654A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 徐峰;田路;鄭繼蓬;劉艷;孟凡瑩;劉文義;鄒祥宇
• 申請（專利權）人: 陜西理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F5/10;B33Y10/00;B33Y50/02;B33Y80/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王蕊轉

1.一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)準備鋁合金打印基板，打印前將鋁合金打印基板用砂紙進行打磨，去除掉鋁合金打印基板表面的氧化物；

步驟2)創建帶有方孔管道的鋁合金零件的三維模型，并對方孔管道鋁合金零件三維模型進行添加網狀支撐與分層切片處理，得到方孔管道鋁合金零件的切片模型，并將切片模型導入3D打印成型設備；

步驟3)將原材料AlSi10Mg鋁鎂合金粉末裝入3D打印成型設備中，并在3D打印成型設備的密封艙中通入高純氬氣作為保護氣；

步驟4)3D打印成型設備根據方孔管道鋁合金零件的切片模型規劃掃描路徑，用激光控制熔化原材料，設置沿零件最長的方孔管道軸向的旋轉角度和沿垂直于零件最長的方孔管道軸向方向的旋轉角度，通過與掃描路徑對應的掃描方式逐層打印，直接成形具有特定幾何形狀的初級方孔管道鋁合金零件；

步驟5)完成打印后，對初級方孔管道鋁合金零件進行熱處理，最終得到均勻致密的方孔管道鋁合金零件。

2.根據權利要求1所述的一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法，其特征在于，所述步驟2)具體按照以下步驟實施：

步驟2.1)通過三維軟件創建帶有方孔管道的鋁合金零件的三維模型，將創建好的三維模型文件以STL格式導出，得到方孔管道鋁合金零件的STL文件；

步驟2.2)將方孔管道鋁合金零件的STL文件放入切片軟件中添加網狀支撐并進行分層切片處理，得到方孔管道鋁合金零件的切片模型。

3.根據權利要求2所述的一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法，其特征在于，所述三維軟件為UG軟件，所述切片軟件為Materialise Magics軟件。

4.根據權利要求1或2所述的一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法，其特征在于，所述分層切片處理的切片層厚為0.05～0.25mm。

5.根據權利要求1所述的一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法，其特征在于，所述步驟3)中，AlSi10Mg鋁鎂合金粉末為50～120目的粉末，AlSi10Mg鋁鎂合金粉末在裝入3D打印成型設備前，在烘干箱中烘干八個小時，烘干溫度為40℃；

所述步驟3)中高純氬氣的濃度為99.9％。

6.根據權利要求1所述的一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法，其特征在于，所述步驟4)中設置沿零件最長的方孔管道軸向的旋轉角度為42.5°～47°，設置沿垂直于零件最長的方孔管道軸向方向的旋轉角度為35°。

7.根據權利要求1所述的一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法，其特征在于，所述步驟4)中的掃描方式包括簡單掃描和棋盤掃描。

8.根據權利要求7所述的一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法，其特征在于，所述步驟4)中簡單掃描的掃描參數為，掃描間距0.05～0.08mm，填充功率300～380W，填充掃描速度1150～1300mm/s，輪廓掃描功率240～290W，輪廓掃描速度1600～2100mm/s，層間旋轉角度63°～70°。

9.根據權利要求7所述的一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法，其特征在于，所述步驟4)中棋盤掃描的掃描參數為，棋盤格向量數100～130，棋盤格填充掃描線間隙0.07mm，棋盤格掃描功率300～400W，棋盤格掃描速度1000～1400mm/s，棋盤格輪廓掃描功率240～320W，棋盤格輪廓掃描速度1400～2200mm/s，層間旋轉角度62°～70°。

10.根據權利要求1所述的一種方孔管道鋁合金零件的增材制造方法，其特征在于，所述步驟5)中對初級方孔管道鋁合金零件進行熱處理具體為，置于溫度為300～350℃的真空熱處理爐中，保溫1.5～2h，隨爐冷卻至240℃取出空冷，空冷的冷卻速度小于等于30℃/h，得到均勻致密的方孔管道鋁合金零件。