[发明专利]金属件制造方法

说明书

本发明涉及一种金属件制造方法，包括步骤S10、步骤S20和步骤S30。其中，步骤S10为制造金属件的基底层(1)，包括通过机加工使所述基底层(1)上形成第一表面(11)，步骤S20包括通过3D打印技术以第一打印参数在所述基底层(1)的所述第一表面(11)上打印所述金属件的结合层(2)，步骤S30包括通过3D打印技术以不同于所述第一打印参数的第二打印参数在所述结合层(2)的远离所述基底层(1)的所述第一表面(11)的一侧表面上打印所述金属件的常规层(3)。本发明金属件制造方法可以改善金属件的力学性能，提高金属件的工作可靠性。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种金属件制造方法。

背景技术

增材制造(Additive Manufacturing，AM)技术区别于传统的车、铣、刨、磨等依赖多工序结合来制造零件的“减材制造”加工方式，其基于离散-叠加成形原理，利用CAD三维模型生成STL格式文件后导入相关3D打印机软件中，利用计算机控制打印材料逐层堆积，最终一次形成三维实体。选区激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)技术是增材制造技术的一种，其采用粉末为成形材料，采用激光为能量源，在扫描振镜的控制下按照一定的路径快速照射粉末以对零件截面逐层进行激光熔化，形成冶金熔覆层，SLM成形机工作时，在基板上用刮刀铺一层金属粉末，然后用激光束使其熔化、凝固，形成冶金熔覆层，然后将基板下降与单层沉积厚度相同的高度，再铺一层粉末进行激光扫描加工，重复这样的过程直至整个零件成形结束。

随着轻量化、结构功能一体化的需求增加，特别是云梯消防、泵车等高空类作业机械轻量化、集成化的需求，铝合金作为一种轻质合金材料，其增材制造的需求越来越急切。但是铝合金对激光吸收率低、热导率极高、制造过程中容易被氧化、含有大量的易被烧损的合金成分，打印过程中(特别是嫁接打印过程中)，两种铝合金材料的结合部位具有很强的热裂倾向，成形难度极大，阻碍了增材制造技术在工程机械等民用行业的大规模推广应用。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种金属件制造方法，可以改善金属件的力学性能，提高金属件的工作可靠性。

根据本发明的一个方面，提供一种金属件制造方法，包括：

步骤S10，制造金属件的基底层，包括通过机加工使基底层上形成第一表面；

步骤S20，通过3D打印技术以第一打印参数在基底层的第一表面上打印金属件的结合层；和

步骤S30，通过3D打印技术以不同于第一打印参数的第二打印参数在结合层的远离基底层的第一表面的一侧表面上打印金属件的常规层。

在一些实施例中，3D打印技术包括选择性激光熔化成型。

在一些实施例中，步骤S10还包括：通过机加工在基底层上形成与第一表面相对的第二表面。

在一些实施例中，步骤S10还包括：使第一表面与第二表面为平面度误差不大于0.05mm的平面。

在一些实施例中，步骤S20包括：

根据公式d＝30*H计算结合层的厚度d，H为打印分层厚度，每次打印厚度为H的层，共打印30层，形成厚度为d的结合层。

在一些实施例中，步骤S20包括：

确定激光功率密度ω；和

根据公式ω＝P/确定激光功率P、扫描速度V、扫描间距S，H为打印分层厚度，第一打印参数包括激光功率P、扫描速度V、扫描间距S和打印分层厚度H。