[發明專利]用于增材產品的表面處理方法

在審

• 申請號: 202110690851.3
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113477944A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 彭勇;劉港;王克鴻;唐凱;李鵬一
• 申請（專利權）人: 南京聯空智能增材研究院有限公司
• 主分類號: B22F10/50
• 分類號: B22F10/50;B22F10/20;B22F10/28;B22F10/364;B22F10/85;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 萬歡歡

1.用于增材產品的表面處理方法，其特征在于，包括：

S1. 使用三維建模軟件建立待加工零件的三維模型，獲得三維模型文件；

S2. 使用增材軟件將零件的三維模型進行切片處理，獲得增材加工路徑，并在增材過程件需要進行重熔拋光處插入切斷程序以切斷增材過程；

S3. 設置增材工藝參數，機器人增材系統使用增材設備依據軟件規劃的增材路徑在預定位置進行逐層增材制造，在增材加工過程中運行到切斷點時，增材加工過程停止，機器人增材系統使用重熔拋光設備進行重熔拋光處理；

S4. 使用視覺設備掃描待重熔表面的三維輪廓，并導入機器人增材系統中分析表面粗糙度情況，機器人增材系統根據待重熔表面不同的粗糙度數值大小劃分區域；

S5. 根據S4掃描得到的三維輪廓以及劃分的粗糙度區域，分析設定重熔拋光設備的掃描路徑，并設置重熔拋光設備的重熔拋光工藝參數；

S6. 根據S5中設定的重熔拋光設備掃描路徑和重熔拋光工藝參數，采用重熔拋光設備對增材過程件表面掃描進行重熔加工，重熔加工完成后，待增材過程件冷卻至90℃至110℃，再次使用增材設備繼續進行零件的增材加工；

S7.重復S4至S6直至完成零件的增材加工和重熔拋光加工。

2.根據權利要求1所述用于增材產品的表面處理方法，其特征在于，

在S5中：（1）設定重熔拋光設備的掃描順序為先掃描粗糙度高的區域，后掃描粗糙度低的區域；

（2）根據區域粗糙度高低設定重熔拋光設備功率，重熔拋光設備在表面粗糙度高區域的功率大于表面粗糙度低區域的功率；

其中所述重熔拋光設備為等離子弧重熔拋光設備或激光重熔拋光設備；

所述增材制造為電弧熔絲增材或激光增材。

3.根據權利要求1所述用于增材產品的表面處理方法，其特征在于，

在重熔拋光加工的過程中，通過機器人增材系統的變位機將增材過程件旋轉變位至待重熔表面水平向上，使得待重熔表面與重熔拋光設備呈預定夾角狀態。

4.根據權利要求1所述用于增材產品的表面處理方法，其特征在于，

待重熔表面為零件的內表面和/或外表面。

5.根據權利要求1所述用于增材產品的表面處理方法，其特征在于，

所述增材制造是MIG/MAG增材，TIG增材，CMT增材，SLM和SLS中的任意一種。

6.據權利要求1所述用于增材產品的表面處理方法，其特征在于，

所述重熔拋光使用的等離子熱源是微束等離子弧，或采用激光作為重熔熱源。

7.根據權利要求6所述用于增材產品的表面處理方法，其特征在于，

所述重熔拋光使用的等離子弧是轉移型等離子弧，等離子氣和保護氣均采用Ar氣。

8.根據權利要求1所述用于增材產品的表面處理方法，其特征在于，在S5中重熔拋光工藝參數包括：

等離子弧噴嘴距工件表面高度為2-10mm，噴嘴直徑為1-4mm，電流為10-40A，掃描速度為1-10mm/s，離子氣流量為0.5-1.5L/min,保護氣流量為10-25L/min。

9.根據權利要求1所述用于增材產品的表面處理方法，其特征在于，

在S4中，獲得表面粗糙度數值的方法采用數字全息法，采用激光光源照射增材件表面，反射光和參考光發生干涉，CCD相機記錄干涉條紋，并利用計算機對其數值重建獲得相位和光強信息，構造出被測樣品表面的三維數字圖形，進而計算得出三維表面粗糙度；

在加工過程中采用紅外測溫儀測量增材件表面溫度，避免溫度過高；

當檢測到溫度過高時，則停止加工過程，待增材件冷卻至預定溫度時再繼續加工。

10.根據權利要求1所述用于增材產品的表面處理方法，其特征在于，

所述機器人增材系統包括：

工業機器人，

快換裝置，與工業機器人連接；

增材設備，與快換裝置可拆卸連接；

重熔拋光設備，與快換裝置可拆卸連接；

當執行增材加工時，所述增材設備通過快換裝置與工業機器人連接，所述重熔拋光設備與快換裝置分離，所述工業機器人帶動所述增材設備執行增材加工；

當執行重熔拋光加工時，所述重熔拋光設備通過快換裝置與工業機器人連接，所述增材設備與快換裝置分離，所述工業機器人帶動所述增材設備執行重熔拋光加工。