[发明专利]一种金属梯度材料激光冲击锻打复合增材制造方法及装置

摘要

本发明公开一种金属梯度材料激光冲击锻打复合增材制造方法，包括：按照预设的3D打印填充扫描路径逐渐喷出按照预设的混合比例曲线变化的多金属混合粉末，通过热源对所述多金属混合粉末进行熔合，形成工件的熔覆层，再通过脉冲激光诱导的冲击波对所述熔覆层进行冲击锻打；逐层堆叠各层所述熔覆层，并形成工件。本发明的特点在于热源熔合混合金属粉末形成熔覆层与脉冲激光冲击锻打熔覆层是同时且相互协调制造金属零件的复合制造工艺过程，在一步制造工序中高效、高质量完成成形与强化工艺，消除熔覆层中存在的气孔、未融合以及缩孔等缺陷，提高零件内部质量。本发明还公开一种金属梯度材料激光冲击锻打复合增材制造装置，其有益效果如上所述。

主权项

1.一种金属梯度材料激光冲击锻打复合增材制造方法，其特征在于，包括：/n按照预设的3D打印填充扫描路径逐渐喷出按照预设的混合比例曲线变化的多金属混合粉末，通过热源对所述多金属混合粉末进行熔合，形成工件的熔覆层，再通过脉冲激光诱导的冲击波对所述熔覆层进行冲击锻打；/n逐层堆叠各层所述熔覆层，并形成工件；/n在按照预设的3D打印填充扫描路径逐渐喷出按照预设的混合比例曲线变化的多金属混合粉末之前，还包括：/n根据工件模型生成3D打印填充扫描路径和混合比例曲线；/n根据工件模型生成3D打印填充扫描路径和混合比例曲线，具体包括：/n对工件模型进行切片分层，以获得各个分层截面的轮廓形状和各类金属配比，再根据所述轮廓形状生成各层所述熔覆层的3D打印填充扫描路径，且根据所述金属配比生成各层所述熔覆层的混合比例曲线；/n喷出按照预设的混合比例曲线变化的多金属混合粉末时，控制所述多金属混合粉末的使用量，以使相邻两层所述熔覆层中的各类金属的配比变化小于20％；/n通过热源对所述多金属混合粉末进行熔合时，监测并控制形成的所述熔覆层的温度，以使其处于预设的金属塑性成形温度区间；/n通过脉冲激光诱导的冲击波对所述熔覆层进行冲击锻打时，实时检测熔覆区材料厚度以确定脉冲激光的脉冲宽度，并实时检测熔覆区材料面积以确定脉冲激光的锻打频率及光斑大小；/n喷出所述多金属混合粉末时，实时检测所述多金属混合粉末的送粉量，并据此调整所述热源的移动速度；/n形成工件之后，还包括：/n对工件进行热机耦合数值仿真，并确定工件的残余应力集中区域；/n测量工件上残余应力集中区域的应力分布情况，并据此对其进行激光冲击处理，以消除有害拉应力。/n