[发明专利]一种螺旋桨电弧熔丝增材制造方法

权利要求书

1.一种螺旋桨电弧熔丝增材制造方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(i)螺旋桨三维模型的建立及分区

针对作为待加工对象的螺旋桨构件，生成其三维点云，并在空间坐标系中拟合建立对应的三维模型；接着，对此三维模型进行针对性的分区处置，其中整个螺旋桨桨毂被单独设定为第一区域，而位于螺旋桨桨毂侧部的各个螺旋桨桨叶分别被设定为彼此独立的多个第二区域；

(ii)不同分区的特定路径规划设计

针对第一区域和多个第二区域，基于不同的原理来规划设计制造路径：其中对于第一区域而言，首先采用平面切片的方式得到螺旋桨桨毂的内外轮廓，其中该平面切片所用切平面被定义为与螺旋桨桨毂轴线始终保持垂直的平面，然后计算在该切平面上桨毂的内外轮廓，再由外轮廓逐渐偏置直至内轮廓，由此随着所述切平面随着切割高度的逐渐提升而完成整个螺旋桨桨毂的路径规划；而对于多个第二区域而言，首先采用柱面切片的方式将各个桨叶部分分割为多个轮廓，其中该柱面切片所用圆柱切面被定义为与所述螺旋桨桨毂同轴的圆柱面，然后计算在该圆柱切面上螺旋桨桨叶的轮廓，再从轮廓的边缘逐渐偏置直到轮廓内部被填充完整，由此随着圆柱面的半径随着切片高度逐渐提升而逐个完成所有螺旋桨桨叶的路径规划；

(iii)基于电弧熔丝增材制造的最终成型

依照步骤(ii)所完成的螺旋桨桨毂及桨叶的制造路径，采用电弧熔丝增材制造工艺进行相应的组合加工，进而获得所需的螺旋桨构件产品。

2.如权利要求1所述的一种螺旋桨电弧熔丝增材制造方法，其特征在于，对于所述螺旋桨桨毂而言，在其外轮廓逐渐偏置直至内轮廓的过程中，每次的偏移量设定为2.5mm。

3.如权利要求1或2所述的一种螺旋桨电弧熔丝增材制造方法，其特征在于，对于所述螺旋桨桨叶而言，在其轮廓的边缘逐渐偏置直到轮廓内部被填充完整的过程中，采用柱面周向填充和柱面轴向填充交替进行的方式来执行：其中所述柱面周向填充被定义为将轮廓内部的点集按照轮廓圆周方向坐标值一致的次序连接起来，然后沿着桨毂轴线方向逐渐偏移的填充方式；而所述柱面轴向填充被定义为将轮廓内部的点集按照轮毂轴线方向坐标值一致的次序连接起来，然后沿着桨毂圆周方向逐渐偏移的填充方式。

4.如权利要求3所述的一种螺旋桨电弧熔丝增材制造方法，其特征在于，对于所述螺旋桨桨叶而言，在其轮廓的边缘逐渐偏置直到轮廓内部被填充完整的过程中，每次的偏移量设定为2.5mm。

5.如权利要求1或2所述的一种螺旋桨电弧熔丝增材制造方法，其特征在于，在步骤(iii)中，所述电弧熔丝增材制造工艺的关键工艺参数包括焊接速度、焊接电流、焊接电压和送丝速度，并且与所选用的丝材保持对应。

6.如权利要求3所述的一种螺旋桨电弧熔丝增材制造方法，其特征在于，在步骤(iii)中，所述电弧熔丝增材制造工艺的关键工艺参数包括焊接速度、焊接电流、焊接电压和送丝速度，并且与所选用的丝材保持对应。

7.一种螺旋桨构件产品，其采用如权利要求1-6任意一项所述的电弧熔丝增材制造方法而制得。