[发明专利]一种复杂表面形状工件的随形表面打印处理方法

说明书

本发明提出一种复杂表面形状工件的随形表面打印处理方法，包括：步骤一、根据工件的复杂表面形状形成模拟复杂表面形状的三维打印图形，基于三维打印图形和打印工艺参数生成随形表面打印路径文件；步骤二、将步骤一得到的随形表面打印路径文件输入至随形表面打印系统，由随形表面打印系统基于随形表面打印路径文件在工件表面形成随形表面打印层。本发明创新提出采用随形表面打印技术，通过严格、自动化的打印过程控制和工艺优化，在具有复杂表面形状的工件上实现熔覆层的精密复制，所制备的熔覆层具有表面粗糙度低（Ra≤6.4µm）、加工量小、稀释率低、重复性好、硬度范围广（HRC30‑62）、性能均匀等优点。

技术领域

本发明涉及一种工件表面的加工处理方法，具体涉及一种工件表面的耐磨耐腐蚀处理方法，更具体的涉及一种针对碳钢球阀球体的基于复杂工件随形表面打印技术的随形表面打印处理方法。

背景技术

面对工业领域恶略的使用工况，如酸、碱、盐腐蚀及使用时频繁的磨损，普通材质如碳钢制备的零部件显的力不从心，通常的应对方法有：一、整体采用高性能耐磨耐腐蚀材料，严重增加成本；二、采用表面处理技术在普通材质工件表面制备能够适应工况的耐磨耐腐蚀涂层，如电镀、化学镀、热喷涂、激光熔覆等，极大地降低成本，并且有很好的使用效果。在诸多表面处理技术中，激光熔覆技术自问世以来，由于其具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大、绿色环保无污染等诸多优点，在零部件表面强化和修复领域获得了快速发展。

目前采用工业机器人或者专机形式的激光熔覆成型技术在轴类和平板类工件表面的应用已经十分成熟，但是在具有复杂表面结构零部件的表面成型上还有待提高。针对复杂表面结构零部件表面激光熔覆成型通常采用多次编程的方式加手工辅助的形式进行，成型效率和质量受到严重影响。

因此，有必要开发一种基于现有零件表面强化技术的随形表面打印技术，完全根据工件表面形状对熔覆头的行走路径进行模拟设计，以制备出和工件表面形状完全吻合的熔覆层，实现复杂零件表面强化和修复的自动化、高质量和高精度实施。

发明内容

本发明提出一种工件表面的耐磨耐腐蚀处理方法，基于长期的工业实践，创新地提出一种主要针对复杂零部件表面的各类熔覆层制备技术（尺寸恢复和表面改性强化），例如锁紧销、球阀球体、阀板和注水泵组合阀等，通过工业机器人+普通/高速激光熔覆设备+离线编程技术手段，实现对熔覆过程的精密控制，制备出和复杂零件表面轮廓完全吻合的熔覆层，从而达到对工件进行尺寸恢复和表面改性强化的目的。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种复杂表面形状工件的随形表面打印处理方法，包括以下步骤：

步骤一、根据工件的复杂表面形状形成模拟复杂表面形状的三维打印图形，基于三维打印图形和打印工艺参数生成随形表面打印路径文件；

步骤二、将步骤一得到的随形表面打印路径文件输入至随形表面打印系统，由随形表面打印系统基于随形表面打印路径文件在工件表面形成随形表面打印层。

进一步的根据本发明所述的随形表面打印处理方法，其中步骤一具体包括：

（1）根据工件的复杂表面形状形成模拟复杂表面形状的三维打印图形；

（2）将得到的三维打印图形导入切片软件，并输入打印工艺参数，由切片软件根据三维打印图形和输入的打印工艺参数规划出与工件的复杂表面形状一致的随形表面打印路径，并生成随形表面打印路径文件。

进一步的根据本发明所述的随形表面打印处理方法，其中第（1）步中按照以下方法之一形成模拟复杂表面形状的三维打印图形：

（1）基于工件的复杂表面形状，通过测绘或者扫描设备在绘图软件上形成模拟工件打印面形貌的二维打印图形，再将实际所需的打印厚度作为高度值，将二维打印图形拉伸形成三维打印图形；