[发明专利]一种基于选区激光融化的粉末冶金成型功能梯度材料的方法

摘要

本发明提出了一种基于选区激光融化的粉末冶金成型功能梯度材料的方法，该成形方法将SLM技术和粉末烧结技术相结合，首先进行SLM成形，在零件不同截面铺设不同成分材料，并用激光熔化成形该零件的外形轮廓及零件内部部分结构，整个零件外形轮廓成形后，将零件进行高温烧结，使零件轮廓内部未被熔化的粉末烧结成形。该方法能够精确控制功能梯度材料厚度，制备质量优良的FGM材料，同时也可以快速而精确地制造出任意复杂形状的零件，大大减少了加工工序，减少了加工周期，降低了生产成本。

主权项

1.一种基于选区激光融化的粉末冶金成型功能梯度材料的方法，其特征在于：将SLM技术和粉末烧结技术相结合，首先进行SLM成形，在零件不同截面铺设不同成分材料，并用激光熔化成形该零件的外形轮廓及零件内部部分结构，整个零件外形轮廓成形后，将零件进行高温烧结，使零件轮廓内部未被熔化的粉末烧结成形，具体按照以下步骤施行：第一步、根据成形零件需要，计算功能梯度材料成分配比、梯度组分及层厚；第二步、装料，制备不同组份的成形粉末，并将不同组份的粉末按顺序依次装入供料缸，并设定供料 缸落料方式；第三步、用三维软件设计功能梯度材料的成形模型；第四步、对成形件的使用情况进行模拟，分析温度、受力对成形件的影响，进一步优化成形件结构模型；第五步、对成形件模型进行切片处理，设定层厚度、激光功率、扫描速度的工艺参数并传输到成形机，进行SLM成形，第六步：将成形零件进行高温烧结；第七步：对高温烧结的零件进行热处理，表面喷砂打磨；所述第二步中，采用由多个供料缸组成的上供粉方式，供料缸截面为梯形，通过螺栓将多个供料缸固定在横梁上，供料缸底部安装带有轮槽的滚轮，该滚轮受电机控制，电机连接控制系统，根据成形顺序，控制系统控制每个料缸下面的电机转动，从而使该料缸中的粉末漏出，实现阶梯式落料方式，依次下落需要成形的粉料；所述第三步中，零件内部结构设计成蜂窝状，外形轮廓为实心，外形轮廓壁厚为5‑10mm。