[发明专利]增材制造方法及具有尖角特征的构件

说明书

本发明公开了一种增材制造方法及具有尖角特征的构件，涉及金属增材制造技术领域。方法包括：在待成型面上形成粉末层，粉末层具有尖角易翘区域；控制激光束在尖角易翘区域内沿尖角易翘区域的中轴线扫描，以使中轴线处的粉末熔融形成主叶脉冷却结构；分别控制激光束在尖角易翘区域的中轴线一侧区域内沿与中轴线相交的方向扫描多次，且多次扫描路径之间间隔开，以形成细叶脉冷却结构，得到尖角易翘区域的叶脉形支撑结构；控制激光束扫描熔融粉末层中除叶脉形支撑结构所在区域之外的粉末，以填充叶脉形支撑结构，得到成型层。实现了降低粉末床选区激光熔化技术制造构件的残余应力，降低构件翘曲的风险，提高生产构件的成型效率、尺寸精度和稳定性。

技术领域

本发明涉及金属增材制造领域，尤其涉及一种增材制造方法及具有尖角特征的构件。

背景技术

激光选区熔化金属增材制造技术目前已经在航空航天医疗能源领域得到了广泛的应用和推广。

现有选择性激光熔化（selective laser melting，SLM）技术的扫描策略在对带有尖角特征的构件模型进行扫描时，容易导致构件模型尖角处出现向上的翘曲情况，影响构件模型的成型。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种增材制造方法及具有尖角特征的构件，旨在解决现有选择性激光熔化技术导致具有尖角形状的构件的尖角处出现翘曲的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种增材制造方法，所述方法包括：

在待成型面上形成粉末层，其中，所述粉末层具有尖角易翘区域；

控制激光束在所述尖角易翘区域内沿所述尖角易翘区域的中轴线扫描，以使所述中轴线处的粉末熔融形成主叶脉冷却结构；

分别控制所述激光束在所述尖角易翘区域的中轴线任一侧区域内沿与所述中轴线相交的方向扫描多次，且多次扫描路径之间间隔开或者相交，以形成细叶脉冷却结构，得到所述尖角易翘区域的叶脉形支撑结构；

控制所述激光束扫描熔融所述粉末层中除所述叶脉形支撑结构所在区域之外的粉末，以填充所述叶脉形支撑结构，得到成型层。

可选的，所述分别控制所述激光束在所述尖角易翘区域的中轴线一侧区域内沿与所述中轴线相交的方向扫描多次，且多次扫描路径之间间隔开或者相交，以形成细叶脉冷却结构，得到所述尖角易翘区域的叶脉形支撑结构，包括：

控制所述激光束在所述中轴线任一侧区域内沿与所述中轴线相交的方向扫描至少一次，且多次扫描路径之间间隔开，以熔融形成第一级细叶脉冷却结构；

控制所述激光束在所述中轴线任一侧区域内的相邻所述第一级细叶脉冷却结构之间，沿与相邻所述第一级细叶脉冷却结构中的一侧相交的方向扫描至少一次，以熔融形成与所述第一级细叶脉冷却结构连接的第二级细叶脉冷却结构，得到所述叶脉形支撑结构。

可选的，所述控制激光束在所述尖角易翘区域内沿所述尖角易翘区域的中轴线扫描，以使所述中轴线处的粉末熔融形成主叶脉冷却结构之前，所述方法还包括：

控制所述激光束在所述尖角易翘区域内沿所述尖角易翘区域的尖角轮廓扫描，以使所述尖角轮廓处的粉末熔融形成尖角轮廓冷却结构。

可选的，所述在待成型面上形成粉末层之前，所述方法还包括：

将待制造构建的构件模型导入切片软件，并对构件模型进行切片，获得每层所述成型层的切片模型；

根据所述切片模型的高度信息与轮廓信息，确定出尖角易翘区域；

根据所述尖角易翘区域的特征信息，确定所述尖角易翘区域的叶脉扫描路径；其中，所述特征信息包括尖角角度及尖角方向，所述扫描路径包括所述尖角易翘区域的主叶脉扫描路径与细叶脉扫描路径，所述主叶脉扫描路径与所述主叶脉冷却结构相对应，所述细叶脉扫描路径与所述细叶脉冷却结构相对应。