[發明專利]一種用于間接增材制造的成形方法

有效

• 申請號: 201911366981.0
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111014662B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 徐天文;趙曉明;薛蕾;李旭;馬翔
• 申請（專利權）人: 西安鉑力特增材技術股份有限公司
• 主分類號: B22F10/12
• 分類號: B22F10/12;B22F10/14;B22F10/64;B22F1/10;C04B35/111;C04B35/622;B28B1/00;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

本發明公開了一種用于間接增材制造的成形方法，包括準備待成形粉末材料和光敏樹脂粘結劑，將待成形粉末材料和光敏樹脂粘結劑分別裝入成形設備中，根據所需零件當前切片層信息在成形平臺上鋪設一個層厚的粉末層，在粉末層上噴射光敏樹脂粘結劑，對粉末層進行曝光，待固化后，使成形平臺下降一個層厚；重復鋪粉、噴射粘結劑和粉末層曝光，直到完成整個零件坯體的成形；對坯體進行脫脂和燒結，即獲得所需增材制造零件。本發明將待成形粉末材料和粘結劑分別裝入成形設備中，避免了噴頭堵塞；對粉末層進行曝光固化，提高了零件的成形精度。

技術領域

本發明屬于增材制造技術領域，涉及一種用于間接增材制造的成形方法。

背景技術

間接增材制造技術是一種結合了增材制造與粉末冶金兩種技術優勢的新興成形技術，該技術理論上可用于金屬、合金、陶瓷及復合材料等眾多材質零件的生產。其生產過程為：首先，利用增材制造技術生產待成形零件坯體；然后，借助粉末冶金技術脫脂過程將坯體內的粘結劑去除；最后，借助粉末冶金技術燒結過程獲得最終零件。

如今已開發成熟的間接增材制造技術，主要有基于熔融擠出、選擇性燒結、材料噴射、光固化及絲網印刷五類工藝。其中基于熔融擠出工藝的間接增材制造技術，由于精度較差，在成形后需要較多的后處理；基于選擇性燒結工藝的間接增材制造技術，由于致密化難度大目前已較少使用；基于材料噴射、光固化及絲網印刷三種工藝的間接增材制造技術，其成形精度相對較高、致密化也相對容易，但基于材料噴射工藝的間接增材制造技術，由于需要使用噴頭點陣，噴頭點陣的精度會影響其成形精度，同時為避免噴頭堵塞其能夠使用的粘結劑種類受限；基于光固化工藝的間接增材制造技術，由于使用的材料是粉末與光敏樹脂的混合物，光在粉末與光敏樹脂間折射、反射作用會影響其成形精度，同時能夠得到均勻、穩定混合物的粉末與光敏樹脂種類受限；基于絲網印刷工藝的間接增材造技術，則由于成本高，存在難以產業化的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于間接增材制造的成形方法，解決了現有間接增材制造成形方法成形精度差和致密化難度大的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種用于間接增材制造的成形方法，包括以下步驟：

步驟S1，準備待成形粉末材料和光敏樹脂粘結劑，并將待成形粉末材料和光敏樹脂粘結劑分別裝入成形設備中；

步驟S2，使成形設備中的鋪粉裝置在成形平臺上鋪設一個層厚的粉末層，再使粘結劑噴射裝置根據成形零件當前層截面信息在所述粉末層上噴射光敏樹脂粘結劑；

步驟S3，對粉末層進行曝光，待固化后，使成形平臺下降一個層厚；

步驟S4，重復步驟S2和S3，直到完成整個零件坯體的成形；

步驟S5，對坯體進行脫脂和燒結，即獲得所需增材制造零件。

本發明的技術特征還在于，

其中，待成形粉末材料的粒度為5um-30um。

步驟S1中，準備待成形粉末材料，包括將待成形粉末材料在溫度為140～160℃的條件下干燥1.5h～2.5h。

光敏樹脂粘結劑由可發生光固化反應的單體、稀釋劑和光引發劑混合制成。

粉末層的層厚為30um-150um。

步驟S3中，對粉末層進行曝光，采用紫外光曝光裝置按照零件當前層截面信息以線掃描或面掃描的曝光形式對粉末層進行曝光。

曝光過程中，曝光參數設定依據為，在設定的曝光參量下，能夠固結粉末的厚度為粉末層層厚的1.2-2倍。

紫外光曝光裝置曝光的區域與粘結劑噴射裝置噴射粘結劑的區域一致。

步驟S5中，對坯體進行脫脂前，先對坯體進行后處理，后處理包括清除坯體內部及表面未成形粉末和粘附粉末。