[发明专利]一种激光选区熔化成形制备薄壁不规则环形件的工艺方法

说明书

本发明一种激光选区熔化成形制备薄壁不规则环形件的工艺方法，S1、成型材料的选择；S2、模型处理；S3、激光扫描策略设置；S4、辅助成形结构设计：辅助成形结构为薄壁不规则环形件两侧紧密生长一层挡片，挡片与薄壁不规则环形件的间距为0.1‑0.3mm，挡片壁厚≥0.5mm，是薄壁不规则环形件壁厚的0.5倍以上，挡片高度与薄壁不规则环形件高度一致；S5、工艺参数设置；S6、热处理；S7、去除辅助成形结构。本发明成形精度高，制备金属薄壁环形件效果好，可通过优化的辅助成形结构设计实现高精度不规则环形结构的制备，不需要使用其他辅助设备，解决了传统制备工艺，良品率低且生产周期长，工序繁琐等问题。

技术领域

本发明涉及激光选区熔化领域，特别是涉及激光选区熔化成形制备薄壁不规则环形件的工艺方法。

背景技术

随着航空航天军工装备的飞速发展，对新材料、新工艺的开发提出更高要求。传统的金属薄壁不规则环形件的制备工艺复杂，加工成本高昂，且薄壁环形件精度低，环形件最薄壁厚尺寸受到限制。传统的金属薄壁环形件制备方法为钣金成形后焊接为一个整体或薄板冲压成形，以上两种成形工艺均需额外加工模具，增加成本且延长生产周期。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光选区熔化成形制备薄壁不规则环形件的工艺方法。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种激光选区熔化成形制备薄壁不规则环形件的工艺方法，包括以下步骤：

S1、成型材料的选择；

S2、模型处理；

S3、激光扫描策略设置；

S4、辅助成形结构设计：辅助成形结构为薄壁不规则环形件两侧紧密生长一层挡片，挡片与薄壁不规则环形件的间距为0.1-0.3mm，挡片壁厚≥0.5mm，是薄壁不规则环形件壁厚的0.5倍以上，挡片高度与薄壁不规则环形件高度一致；

S5、工艺参数设置；

S6、热处理；

S7、去除辅助成形结构：环形件打印成形后，通过线切割沿基板平面切割后，大部分辅助成形挡片结构会自动脱离环形件，极少部分挡片通过手工分离。

进一步的，所述S1的材料主要为铜、铁、镍、钛、钨、钼、铝、金及其合金以及陶瓷材料等。

进一步的，所述S3采用时间优化填充方式，连续扫描完成局部区域后烧结下一局部区域，采用无图案整体激光烧结的扫描策略。

进一步的，所述S5打印层厚为0.02-0.10mm，选用激光功率80W-500W，激光扫描速度为500-2000mm/s，填充间距0.08-0.16mm，激光扫描环形件外轮廓，扫描速度为800-1700mm，激光功率设置为100-400W，上表皮工艺参数、下表皮工艺参数以及尖角工艺参数应取消或激光功率设置为0。

进一步的，所述S6在高真空度条件下，根据不同材料热采用不同处理温度，保温1小时，氩气快速冷却。

进一步的，所述S7环形件打印成形后，通过线切割沿基板平面切割后，大部分辅助成形挡片结构会自动脱离环形件，极少部分挡片通过手工分离。

与现有技术相比，本发明激光选区熔化成形制备薄壁不规则环形件的工艺方法的有益效果是：成形精度高，制备金属薄壁环形件效果好，可通过优化的辅助成形结构设计实现高精度不规则环形结构的制备，不需要使用其他辅助设备，仅通过激光选区熔化设备即可直接成形，解决了传统制备工艺，良品率低且生产周期长，工序繁琐等问题。

附图说明

图1为薄壁不规则环形件的结构示意图。

图2为薄壁不规则环形件及辅助成型结构的结构示意图。

图3为图2的俯视图。