[发明专利]电弧熔丝增材制造网格框架结构的方法

说明书

本发明提供了一种电弧熔丝增材制造网格框架结构的方法，至少包括成形第一网格框架层，第一网格框架层的成形至少包括第一熔融堆积路径以及第二熔融堆积路径；第一熔融堆积路径和第二熔融堆积路径相对设置；第一熔融堆积路径和第二熔融堆积路径相邻的位置是第一网格框架层的第一交叉点，交叉点处第一熔融堆积路径的焊道和第二熔融堆积路径的焊道是非接触的。本发明改变了原始的框架成形路径，通过采用对称成形，并在网格框架交叉点处设置偏移量的成形方法，解决了基板在成形过程中由于经历多次热循环而产生的翘曲变形，同时也保证了具有多个网格交叉点的薄壁框架结构在成形过程中的平整度，避免了交叉点在经历多次熔融堆积后出现的高度差。

技术领域

本发明属于金属增材制造技术领域，涉及一种网格框架的制造方法，尤其涉及一种电弧熔丝增材制造网格框架结构的方法。

背景技术

增材制造技术(Additive Manufacture Technology)，又名3D打印，通过逐层叠加原理，实现零部件结构的整体快速成形，它是融合了数字化技术、计算机技术、材料科学和机械加工等技术，被认为是“第四次工业革命”。金属材料增材制造技术，根据其热源形式，主要有电弧、激光和电子束，原材料通常为粉末和丝材两种，主要以送粉、送丝或者铺粉的形式，对零部件进行快速成形。目前，金属材料增材制造技术主要有激光选区熔化(SLM)、电子束选区熔化(EBM)、电子束熔融沉积(EBAM)、激光立体成形(LSF)等。

金属材料的电弧熔丝增材制造技术(Wire andArcAdditive Manufacture，WAAM)是利用焊接电弧作为热源，通过旁侧送丝或者同轴送丝的方式，对金属丝材进行熔融堆积的增材制造方式。相对于以激光和电子束为热源的增材制造技术，电弧增材制造技术具有沉积效率高，材料利用率高，成形周期短，制造成本低，柔性化程度高，对零件尺寸限制少，可用于零部件的修复等众多优点。目前，电弧熔丝增材制造技术主要有熔化极惰性气体保护焊(MIG)、钨极惰性气体保护焊(TIG)、等离子弧焊(PAW)等，其中在熔化极气体保护焊基础之上，通过改变送丝方式得到的冷金属过渡焊接技术(Cold Metal Transfer，CMT)，因其较低的热输入而被大量的用于金属材料增材制造。

电弧熔丝增材制造技术，因其高的成形效率，高的材料利用率和低成本而被认为是极具潜力的增材制造技术。然而，电弧斑点区域较大，熔池较宽，热输入较高，在成形过程中，基板受热易产生变形，因此需要采用较厚的基板进行成形，一定程度上造成了材料的浪费。其次，网格框架结构交叉点较多，在熔融堆积过程中，由于路径规划不合理会使交叉点经历两次甚至多次熔融堆积，产生一定的高度差，随着堆积高度的累积，该高度差增加，导致成形件外观质量较差，甚至造成成形过程中断。因此，针对上述问题，有必要提出一种新的电弧熔丝增材制造工艺方法。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种成功克服了较薄基板在成形过程中由于经历多次热循环而产生的翘曲变形、保证具有多个网格交叉点的薄壁框架结构在成形过程中高度的平整的电弧熔丝增材制造网格框架结构的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电弧熔丝增材制造网格框架结构的方法，其特征在于：所述电弧熔丝增材制造网格框架结构的方法至少包括成形第一网格框架层的步骤；所述第一网格框架层的成形至少包括第一熔融堆积路径以及第二熔融堆积路径；所述第一熔融堆积路径和第二熔融堆积路径相对设置；所述第一熔融堆积路径和第二熔融堆积路径相邻的位置是第一网格框架层的第一交叉点；所述第一交叉点处的第一熔融堆积路径的焊道和第二熔融堆积路径的焊道是非接触的。

上述第一熔融堆积路径呈V字型或均呈W字型；所述第一熔融堆积路径呈V字型时，所述第二熔融堆积路径呈倒立V字型且与呈V字型的第一熔融堆积路径背靠背设置；所述第一熔融堆积路径呈W字型时，所述第二熔融堆积路径呈M字型且与呈W字型的第一熔融堆积路径背靠背设置。