[发明专利]一种基于动态粉缸的激光选区熔化成形方法

摘要

本发明提供了一种基于动态粉缸的激光选区熔化成形方法，理论上可以实现任意尺寸大小复杂金属构件的高精度成形。本发明是以3D打印辅助3D打印，根据所需成形零件的截面尺寸实时采用3D打印随打随用的“动态粉缸”：粉缸尺寸与所需成形零件的界面轮廓尺寸相匹配，粉缸本身逐层打印成形，基于每一层粉缸，沿粉缸确定的轨迹动态铺粉、打印，最终得到整个零件。本发明突破了SLM制造大尺寸复杂零件的尺寸极限；动态粉缸的成形对工艺精度要求不高，可采用多种技术(如CMT、LENS、FDM等)实现，充分发挥各种增材制造技术的优势。

主权项

1.一种基于动态粉缸的激光选区熔化成形方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立动态粉缸模型根据所需成形零件的外形特征确定动态粉缸的截面形状和尺寸：所述动态粉缸的截面轮廓与所需成形零件的最大截面轮廓尺寸相匹配；对应于所需成形零件截面的两侧，记动态粉缸的两个侧壁分别为第一侧壁和第二侧壁；则第一侧壁与第二侧壁在水平方向上最终闭合形成动态粉缸的截面轮廓；动态粉缸的第一侧壁和第二侧壁以及作为底面的成形基板构成零件成形区域；(2)生成动态粉缸的单层采用增材制造成形工艺生成一层粉缸，粉缸的高度满足进行SLM工艺成形一层零件切片；将该层粉缸沿其截面轮廓轨迹划分设定依次连续的若干区域，用于局部铺粉以及SLM成形；(3)局部区域的铺粉惰性气氛环境下，在当前粉缸内的其中一个区域填入并铺平粉末，形成局部粉床；(4)局部区域的SLM成形惰性气氛环境下，采用SLM工艺对所述局部粉床的粉末进行选择性熔化；(5)单层零件切片的SLM成形沿粉缸截面轮廓轨迹移动至下一区域，通过重复步骤(3)至步骤(4)的操作，依次完成该层粉缸余下各区域的铺粉以及SLM成形，完成一层零件切片；(6)整个零件的成形多次重复步骤(2)至步骤(5)的操作，在当前粉缸的上表面再次生成新一层粉缸，依次进行相应的铺粉以及SLM成形，直至整个零件成形结束。