[發(fā)明專利]一種掩膜式金屬噴射沉積增材制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110089050.1
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN113145858A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉豐;王佳琳;王永威;戎文娟;馬伊諾
• 申請（專利權(quán)）人: 北京機科國創(chuàng)輕量化科學研究院有限公司
• 主分類號: B22F10/22
• 分類號: B22F10/22;B33Y10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種掩膜式金屬噴射成形增材制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：模型獲取，采用三維建模軟件或?qū)嶓w進行掃描，獲得擬成形的零件模型；

步驟二：分層處理，將三維模型進行分層；

步驟三：掩膜制造，根據(jù)每層內(nèi)外輪廓信息，采用數(shù)控加工的方式制作掩膜；

步驟四：掩膜定位，移動當前層對應(yīng)掩膜，并定位至成形位置；

步驟五：通過氣霧化噴嘴將熔融態(tài)金屬噴射形成均勻金屬液滴；

步驟六：移動基板或噴頭，使金屬霧化液滴沉積在基板上，并完全填充掩膜限定的空白位置；

步驟七：當前層下降一個層厚并去掉掩膜，并將下一成形層對應(yīng)掩膜添加到成形位置，重復(fù)步驟五、六、七，如此逐層沉積金屬，最終形成三維零件。

步驟八：脫模處理，取出成形零件，進行打磨、熱處理或等靜壓等后處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種掩膜式金屬噴射沉積增材制造方法，其特征在于，

步驟一中，所述模型獲取是指通過三維建模軟件或?qū)嶓w進行掃描等方式獲取零件模型，并可轉(zhuǎn)換為掩膜式金屬噴射沉積增材制造專用軟件可識別的數(shù)據(jù)格式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種掩膜式金屬噴射沉積增材制造方法，其特征在于，

步驟二中，所述分層處理是指根據(jù)零件成形方向，將實體造型格式的CAD文件經(jīng)過切片軟件處理后保存為n個切層數(shù)控文件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種掩膜式金屬噴射沉積增材制造方法，其特征在于，

步驟三中，所述掩膜制造是將單層輪廓信息輸入數(shù)控加工系統(tǒng)，依據(jù)成形精度要求選擇掩膜材料的厚度和種類，切割制得n個切層掩膜模板，同一層掩膜由左右兩片扣合而成。所述掩膜模板之間緊密接觸，按順序排列成左右兩個掩膜隊列，在隊列一側(cè)內(nèi)部用z向定位銷1、z向定位銷2分別進行固定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種掩膜式金屬噴射沉積增材制造方法，其特征在于，

步驟四中，所述掩膜定位包括但不限于旋轉(zhuǎn)左右兩側(cè)掩膜，直至掩膜缺口與定位銷扣合方式。掩膜加工時一端用所述z向定位銷1、z向定位銷2固定，左右兩掩膜隊列均預(yù)先加工定位缺口，在缺口旋轉(zhuǎn)的目標位置預(yù)先放置定位銷3，當噴射第一層金屬前，將最底層左右兩片掩膜旋轉(zhuǎn)至成形位置，直至缺口與定位銷3扣合，使左右兩片掩膜扣合形成成形輪廓。

6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種掩膜式金屬噴射沉積增材制造方法，其特征在于，

步驟五中，所述氣霧化噴嘴的尺寸由所制零部件的材料、尺寸、性能要求所決定。所述熔融態(tài)金屬由原材料加熱獲得，原材料不受形態(tài)限制，可以為棒狀、塊狀、粉狀等，依據(jù)原材料種類設(shè)定所需加熱參數(shù)，包括熔融溫度、熔融時間、保溫時間等，獲得流動性良好的熔融態(tài)金屬。依據(jù)成形層面輪廓大小、成形件性能要求，設(shè)定所需氣霧化參數(shù)，包括液體壓力和霧化氣體壓力，獲得均勻金屬液滴噴霧。

7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種掩膜式金屬噴射沉積增材制造方法，其特征在于，

步驟六中，所述基板或噴頭按照預(yù)定路徑移動，移動路徑由所制零部件當前層的輪廓形狀、尺寸、厚度所決定。