[发明专利]一种利用激光3D打印获得合金构件的方法及装置

摘要

本发明公开了一种利用3D打印获得合金构件的方法及装置，属于材料制备技术领域，该装置包括成型室、成型基板、激光束筒、自动送粉装置及激光器，本发明有别于传统的合金成分优化、粉末烧结等方式，通过气雾化制粉技术将合金制备成粉末，采用3D打印技术，控制打印成型过程中调节自动送粉装置的送粉角度和送粉速率，同时在加入激光器同步对激光扫描后的构件进行退火处理，抑制构件裂纹产生，从而对粉末进行堆积成型获得具有一定尺寸、低孔隙率、优异性能的合金构件。

主权项

一种利用3D打印装置获得合金构件的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）3D打印成型前的准备a：利用计算机建立要打印的合金构件的三维模型，利用切片软件将几何模型分层离散为若干二维切片，各二维切片的几何轮廓生成扫描模型；b：合金粉末的准备：采用气雾化制备的合金粉末，该合金粉末为FeaCrbMocCdBe的Fe基合金，式中a、b、c、d、e均为原子百分数，且43≤a≤52，13≤b≤19，26≤c≤33，2≤d≤5，1≤e≤3，其中a+b+c+d+e=100；（2）3D打印成型过程根据步骤（1）中的扫描模型，使用3D打印装置，将步骤（1）中的合金粉末逐层堆积制造成要打印的合金构件模型，具体步骤如下：a：预先向成型室内通入惰性气体使成型室内氧含量低于8ppm；b：调节自动送粉装置的送粉管的送粉角度，设置送粉的流量为20‑40g/min，保证能均匀送粉且不干扰3D打印装置；c：调节3D打印装置的扫描口与成型基板的垂直高度为4‑5mm，控制离焦量，使打印路径的扫描点在成型基板表面聚焦于一圆点，并使自动送粉装置开始输送合金粉末；d：调节激光器发射激光束，使其聚焦于成型基板表面3D打印装置路径扫描点的后方；e：设定打印装置按预先设计的轨迹在成型基板上按“点‑线‑面‑体”的方式进行辐照熔覆，层状叠加，熔覆结束后，保持惰性保护气体继续输送，待成型试样自然冷却，用砂纸将成型试样表面烧损氧化部分打磨掉，控制表面粗糙度Ra0.63～1.25μm，并用无水乙醇擦洗试样，然后晾干。