[发明专利]一种用于间接增材制造的成形方法

说明书

本发明公开了一种用于间接增材制造的成形方法，包括准备待成形粉末材料和光敏树脂粘结剂，将待成形粉末材料和光敏树脂粘结剂分别装入成形设备中，根据所需零件当前切片层信息在成形平台上铺设一个层厚的粉末层，在粉末层上喷射光敏树脂粘结剂，对粉末层进行曝光，待固化后，使成形平台下降一个层厚；重复铺粉、喷射粘结剂和粉末层曝光，直到完成整个零件坯体的成形；对坯体进行脱脂和烧结，即获得所需增材制造零件。本发明将待成形粉末材料和粘结剂分别装入成形设备中，避免了喷头堵塞；对粉末层进行曝光固化，提高了零件的成形精度。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，涉及一种用于间接增材制造的成形方法。

背景技术

间接增材制造技术是一种结合了增材制造与粉末冶金两种技术优势的新兴成形技术，该技术理论上可用于金属、合金、陶瓷及复合材料等众多材质零件的生产。其生产过程为：首先，利用增材制造技术生产待成形零件坯体；然后，借助粉末冶金技术脱脂过程将坯体内的粘结剂去除；最后，借助粉末冶金技术烧结过程获得最终零件。

如今已开发成熟的间接增材制造技术，主要有基于熔融挤出、选择性烧结、材料喷射、光固化及丝网印刷五类工艺。其中基于熔融挤出工艺的间接增材制造技术，由于精度较差，在成形后需要较多的后处理；基于选择性烧结工艺的间接增材制造技术，由于致密化难度大目前已较少使用；基于材料喷射、光固化及丝网印刷三种工艺的间接增材制造技术，其成形精度相对较高、致密化也相对容易，但基于材料喷射工艺的间接增材制造技术，由于需要使用喷头点阵，喷头点阵的精度会影响其成形精度，同时为避免喷头堵塞其能够使用的粘结剂种类受限；基于光固化工艺的间接增材制造技术，由于使用的材料是粉末与光敏树脂的混合物，光在粉末与光敏树脂间折射、反射作用会影响其成形精度，同时能够得到均匀、稳定混合物的粉末与光敏树脂种类受限；基于丝网印刷工艺的间接增材造技术，则由于成本高，存在难以产业化的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于间接增材制造的成形方法，解决了现有间接增材制造成形方法成形精度差和致密化难度大的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种用于间接增材制造的成形方法，包括以下步骤：

步骤S1，准备待成形粉末材料和光敏树脂粘结剂，并将待成形粉末材料和光敏树脂粘结剂分别装入成形设备中；

步骤S2，使成形设备中的铺粉装置在成形平台上铺设一个层厚的粉末层，再使粘结剂喷射装置根据成形零件当前层截面信息在所述粉末层上喷射光敏树脂粘结剂；

步骤S3，对粉末层进行曝光，待固化后，使成形平台下降一个层厚；

步骤S4，重复步骤S2和S3，直到完成整个零件坯体的成形；

步骤S5，对坯体进行脱脂和烧结，即获得所需增材制造零件。

本发明的技术特征还在于，

其中，待成形粉末材料的粒度为5um-30um。

步骤S1中，准备待成形粉末材料，包括将待成形粉末材料在温度为140～160℃的条件下干燥1.5h～2.5h。

光敏树脂粘结剂由可发生光固化反应的单体、稀释剂和光引发剂混合制成。

粉末层的层厚为30um-150um。

步骤S3中，对粉末层进行曝光，采用紫外光曝光装置按照零件当前层截面信息以线扫描或面扫描的曝光形式对粉末层进行曝光。

曝光过程中，曝光参数设定依据为，在设定的曝光参量下，能够固结粉末的厚度为粉末层层厚的1.2-2倍。

紫外光曝光装置曝光的区域与粘结剂喷射装置喷射粘结剂的区域一致。

步骤S5中，对坯体进行脱脂前，先对坯体进行后处理，后处理包括清除坯体内部及表面未成形粉末和粘附粉末。