CN105312570A - 一种用于零件或模具的增量制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于零件或模具的增量制造方法，属于零件或模具的无模增量制造方法，解决现有零件与模具的无模熔积增量成形过程中，因反复急热急冷导致的成形件易开裂、变形和残余应力大、组织性能不足且不稳定，以及熔融材料因重力作用而产生流淌、下落、坍塌的问题。本发明包括生成数控代码步骤和增量成形步骤，所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形。采用本发明可以高质量、快速、低成本地获得金属、金属间化合物、非金属及其复合材料的零件或模具。

Description

一种用于零件或模具的增量制造方法

技术领域

本发明属于零件或模具的无模增量制造方法，特别涉及一种用于零件或模具的增量制造方法。

背景技术

业已提出的金属零件的直接增量制造方法(亦称3D打印、增量制造、快速成形)主要有基于激光束、电子束、等离子束的成形方法。

选择性激光烧结SLS(SelectiveLaserSintering)方法适于成形多孔质小型复杂原型，但要使其致密还需后续浸渗低熔点金属及热等静压。改良了的选择性激光熔化SLM(SelectiveLaserMelting)方法，虽提高了成形密度，但往往仍需后续热等静压才能达到致密化，从而增加了制造难度、时间和成本，且SLS和SLM二者皆因采用层层铺粉的方式而难以制造功能梯度材料(FGM)零件。

高致密金属零件或模具的无模熔积成形方法主要有大功率激光熔积成形、电子束自由成形以及等离子熔积成形的方法。大功率激光熔积成形方法是采用大功率激光，逐层将送到基板上的金属粉末熔化，并快速凝固熔积成形，最终得到近终成形件；该方法成形精度较高，工件的密度远高于选择性激光烧结件，但成形效率、能量和材料的利用率不高、不易达到满密度、设备投资和运行成本高，见A.J.Pinkkerton，L.Li，EffectsofGeometryandCompositioninCoaxialLaserDepositionof316LSteelforRapidProtyping,AnnalsoftheCIRP，Vol.52,1(2003)，p181-184。电子束自由成形方法采用大功率电子束熔化粉末材料，根据计算机模型施加电磁场，控制电子束的运动，逐层扫描直至整个零件成形完成；该方法成形精度较高、成形质量较好，然而其工艺条件要求严格，整个成形过程需在真空中进行，致使成形尺寸受到限制，设备投资和运行成本很高；且因采用与选择性烧结相同的层层铺粉方式，难以用于FGM零件的成形，见MatzJ.E.，EagarT.W.CarbideformationinAlloy718duringelectron-beamsolidfreeformfabrication.MetallurgicalandMaterialsTransactionsA：PhysicalMetallurgyandMaterialsScience,2002,v33(8)：p2559-2567。等离子熔积成形方法是采用高度压缩、集束性好的等离子束熔化同步供给的金属粉末或丝材，在基板上逐层熔积成形金属零件或模具的方法，比大功率激光成形法的效率、能量和材料利用率高，易于获得满密度，设备和运行成本远低于前两者，但因弧柱直径较前两者大，成形精度不及前两者，故与大功率激光熔积成形方法相似，大都要在成形完后进行精整加工，见HaiouZhang,JipengXu，GuilanWang，FundamentalStudyonPlasmaDepositionManufacturing，SurfaceandCoatingTechnology，v.171(1-3)，2003，pp.112～118；以及张海鸥，吴红军，王桂兰，陈竞，等离子熔积直接成形高温合金件组织结构研究，华中科技大学学报(自然科学版)，v33，n11，2005，p54-56。然而，直接成形的难加工材料零件因急冷凝固使表面硬度增大，导致加工非常困难；形状复杂的零件还需多次装夹，致使加工时间长，有时甚至要占整个制造周期的60％以上，成为高性能难加工零件低成本短流程生长制造的瓶颈。为此，出现了等离子熔积成形与铣削加工复合无模快速制造方法，即以等离子束为成形热源，在分层或分段熔积成形过程中，依次交叉进行熔积成形与数控铣削精加工，以实现短流程、低成本的直接精确制造，见ZL00131288.X，直接快速制造模具与零件的方法及其装置；以及张海鸥，熊新红，王桂兰，等离子熔积/铣削复合直接制造高温合金双螺旋整体叶轮，中国机械工程，2007，Voll8，No.14：P1723～1725。

以上三种方法中，大功率激光熔积成形法和等离子成形法皆为无支撑地熔积成形复合材料零件的方法。与电子束成形、选择性激光烧结，以及采用低熔点的纸、树脂、塑料等的LOM(LaminatedObjectManufacturing纸叠层成形)、SLA(StereolithographyApparatus光固化成形)，FDM(FusedDepositionModeling熔丝沉积制造)等有支撑的无模堆积成形的方法相比，避免了成形时因需要支撑而须添加和成形后须去除支撑材料导致的材料、工艺、设备上的诸多不利，减少了制造时间，降低了成本，并可成形FGM零件，但同时也因无支撑而在有悬臂的复杂形状零件的成形过程中，熔融材料在重力作用下可能产生下落、流淌等现象，导致难以熔积成形。等离子熔积铣削复合制造方法虽通过分层的成形和铣削精整，降低了加工复杂程度，但对于侧面带大倾角尤其是横向悬角部分的复杂形状零件，堆积成形时因重力产生的流淌甚至塌落仍不能避免，以至无法横向生长成形。

为此，美国Michigan大学、SouthernMethodist大学、新加坡国立大学等一些国外研究机构研究采用变方向切片技术，选择支撑条件最多的方向作为零件成形主方向，或将复杂形状零件分解成若干简单形状的部件依次成形的方法；或开发五轴无模成形加工设备和软件，使熔融成形材料尽可能处于有支撑的条件下，见P.Singh，D.Dutta,Multi-directionslicingforlayeredmanufacturing，JournalofComputingandInformationScienceandEngineering，2001，2，pp：129-142；JianzhongRuan，ToddE.Sparks，AjayPanackalet.al.AutomatedSlicingforaMultiaxisMetalDepositionSystem.JournalofManufacturingScienceandEngineering.APRIL2007,Vol.129.pp：303-310：R.Dwivedi，R.Kovacevic，Anexpertsystemforgenerationofmachineinputsforlaser-basedmulti-directionalmetaldeposition，InternationalJournalofMachineTools&Manufacture，46(2006)，pp：1811-1822。采用五轴加工技术，虽可改善生长成形的支撑条件，避免材料下落，但将导致空间干涉检验和成形路径规划复杂，软件编程与加工时间长、难度大，有效工作空间受限，设备投资和运行成本增加，而且对于复杂形状零件仍难以从根本上解决因重力造成的流淌等问题，致使零件成形精度不高，尺寸规格和形状复杂程度受到限制。

此外，航空航天、能源动力等行业对零部件的组织性能及其稳定性的要求很高，现有无模增量制造方法因其急速加热、快速凝固和自由生长成形的特点，成形过程中的开裂难以避免，组织性能及其稳定性尚不能满足要求。以上诸问题已成为制约高能束直接增量成形技术能否进一步发展和实现工业化应用所急需解决的关键技术瓶颈问题。因此，制造业急需开发在复杂形状零件的无支撑、无模熔积成形过程中，可有效防止熔融层积材料下落、流淌、开裂并提高制造精度和改善组织性能的新方法。

现有国内外高能束金属零件增量成形技术存在的以下3个瓶颈问题：(1)因缺失传统制造中关键的锻造环节，致使热裂或变形难以避免、疲劳强度等组织性能指标尚难达到锻件水平；(2)成形效率低；(3)成本高。

发明内容

本发明提供一种用于零件或模具的增量制造方法，解决现有零件与模具的无模熔积增量成形过程中，因反复急热急冷导致的成形件易开裂、变形和残余应力大、组织性能不足且不稳定，以及熔融材料因重力作用而产生流淌、下落、坍塌的问题。

本发明所提供的一种用于零件或模具的增量制造方法，包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：根据零件或模具的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片加工数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；其特征在于：

所述增量成形步骤中，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

或者，旋转压头在当前层的已凝固区域，沿熔积成形轨迹移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形。

所述的用于零件或模具的增量制造方法，其特征在于：

所述增量成形步骤中，各层进行旋转压缩成形后，各层再采用铣削或研磨，以达到尺寸和表面精度的要求；或者完成多层增量成形后，将多层表面一并铣削或研磨，以达到尺寸和表面精度的要求。

所述的用于零件或模具的增量制造方法，其特征在于：

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为熔焊熔积成形、压焊熔积成形或熔融堆积成形，所述熔焊熔积成形包括埋弧焊、钨极惰性气体保护焊、熔化极氩弧焊、熔化极气体保护电弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊熔积成形；所述压焊成形包括电阻焊、高频焊、磨擦焊、超声波焊熔积成形；

所述熔积成形材料为金属、金属间化合物、非金属或复合材料的粉材、丝材或带材；

所述复合材料为由所述金属、金属间化合物和非金属复合的材料。

本发明采用基于熔焊或压焊的熔积成形方法，在进行增量成形过程中，通过安装在熔池后方的旋转压头，对该半融熔/软化区及其附近区域熔积层的上表面和侧表面材料进行旋转压缩塑性变形，产生压缩应力和压缩应变状态，可有效避免开裂、减轻或消除残余应力、改善组织性能；同时通过对熔池附近侧表面的侧旋转压缩约束熔池中熔融材料的流动，即进行约束流变成形，防止无支撑增量成形情况下熔融材料因重力产生的下落、流淌、坍塌等，从而保证复杂形状零件的成形稳定性，实现侧壁带悬角等零件或模具的直接增量成形；该约束还可有效地减少成形体表面的阶梯效应，提高成形精度和表面质量，从而仅需少量或省去熔积成形体的铣削加工，而仅采用研磨或抛光加工即可达到零件的尺寸和表面精度的要求。

本发明因采用旋转压缩成形加工头，比采用轧辊轧制成形的装置简单、操作和维护方便；且因除塑性加工外还具有轧辊轧制成形不具备的表面清理加工功能，可有效地清除熔积层表面的熔渣、未熔颗粒，并可有效地减轻驼峰、弧坑、凹陷、焊瘤等缺陷，从而提高成形性和成形质量。此外，若采用气体保护电弧焊熔积成形，并使旋转压头与熔池保持同步移动，将可继续保持比大功率激光熔积成形和电子束熔积成形技术熔覆效率高、能量及材料利用率高、设备简单、成形体易于达到满密度的优点，从而有效解决了现有增量成形技术存在的成形效率低、成本高的瓶颈问题。

因此，采用本发明可以高质量、快速、低成本地获得金属、金属间化合物、非金属及其复合材料的零件或模具。

本发明还可用于零件或模具的表面修复或强化，克服现有方法在修复或强化完后对急冷硬化的修复和强化层进行后续精加工非常困难的技术瓶颈问题。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进一步说明。

实施例1：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对飞机蒙皮高分子材料热压成型的马鞍形模具的增量制造需求，根据此模具的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

所述增量成形步骤中，完成多层增量成形后，将多层表面一并铣削，以达到尺寸和表面精度的要求；

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为熔化极气体保护电弧焊，所述熔积成形材料为碳钢的丝材。

实施例2：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对飞机蒙皮高分子材料热压成型的马鞍形模具的增量制造需求，根据此模具的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的已凝固区域，沿熔积成形轨迹移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形。

所述增量成形步骤中，各层进行旋转压缩成形后，各层再采用铣削或研磨，以达到尺寸和表面精度的要求；

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为埋弧焊熔积成形，所述熔积成形材料为不锈钢丝材。

实施例3：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对飞机蒙皮高分子材料热压成型的圆锥形模具的增量制造需求，根据此模具的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

所述增量成形步骤中，完成多层增量成形后，将多层表面一并铣削，以达到尺寸和表面精度的要求。

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为熔化极气体保护电弧焊熔积成形，所述熔积成形材料为碳钢丝材。

实施例4：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对飞机蒙皮高分子材料热压成型的双曲线形模具的增量制造需求，根据此模具的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

所述增量成形步骤中，各层进行旋转压缩成形后，各层再采用铣削，以达到尺寸和表面精度的要求；

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为等离子弧焊熔积成形，所述熔积成形材料为不锈钢粉材。

实施例5：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对航空发动机过渡段零件的增量制造需求，根据此零件的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的已凝固区域，沿熔积成形轨迹移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

所述增量成形步骤中，完成多层增量成形后，将多层表面一并铣削，以达到尺寸和表面精度的要求；

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为熔化极氩弧焊熔积成形，所述熔积成形材料为钛合金丝材。

实施例6：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对飞机框类钛合金零件的增量制造需求，根据此零件的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

所述增量成形步骤中，完成多层增量成形后，将多层表面一并铣削，以达到尺寸和表面精度的要求；

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为激光焊熔积成形，所述熔积成形材料为钛合金粉材。

实施例7：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对飞机框类钛合金零件的增量制造需求，根据此零件的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的已凝固区域，沿熔积成形轨迹移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形。

所述增量成形步骤中，完成多层增量成形后，将多层表面一并铣削，以达到尺寸和表面精度的要求。

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为电子束焊熔积成形，所述熔积成形材料为钛合金粉材。

实施例8：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对航空发动机承力高温合金零件的增量制造需求，根据此零件的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

所述增量成形步骤中，完成多层增量成形后，将多层表面一并铣削，以达到尺寸和表面精度的要求。

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为电子束焊熔积成形，所述熔积成形材料为高温合金丝材。

实施例9：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对航空发动机盘类零件的制造，根据此零件的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

所述增量成形步骤中，完成多层增量成形后，将多层表面一并铣削，以达到尺寸和表面精度的要求。

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为等离子弧焊熔积成形，所述熔积成形材料为高温合金粉材。

实施例10：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对航空发动机油泵铝合金零件的制造，根据此零件的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的已凝固区域，沿熔积成形轨迹移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形。

所述增量成形步骤中，完成多层增量成形后，将多层表面一并研磨，以达到尺寸和表面精度的要求。

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为电阻焊熔积成形，所述熔积成形材料为铝合金带材。

实施例11：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对航空发动机油泵铝合金零件的制造，根据此零件的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

或者，旋转压头在当前层的已凝固区域，沿熔积成形轨迹移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形。

所述增量成形步骤中，各层进行旋转压缩成形后，各层再采用研磨，以达到尺寸和表面精度的要求；

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为磨擦焊熔积成形，所述熔积成形材料为铝合金带材。

实施例12：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对航空发动机盘类零件的制造，根据此零件的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为等离子弧焊熔积成形，所述熔积成形材料为高温合金和氧化锆复合粉材。

实施例13：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对航空发动机叶片的制造，根据此零件的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

所述增量成形步骤中，各层进行旋转压缩成形后，各层再采用研磨，以达到尺寸和表面精度的要求；

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为熔融堆积成形，所述熔积成形材料为氧化锆粉材，成形过程中需与结合剂混合。

实施例14：包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：针对航空发动机叶片的制造，根据此零件的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片的加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

所述增量成形步骤中，各层进行旋转压缩成形后，各层再采用研磨，以达到尺寸和表面精度的要求；

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为熔融堆积成形，所述熔积成形材料为和钼化硅金属间化合物粉材，成形过程中需与结合剂混合。

Claims (3)

1.一种用于零件或模具的增量制造方法，包括生成数控代码步骤和增量成形步骤；(1)生成数控代码步骤：根据零件或模具的三维CAD模型分层切片数据以及各层切片的尺寸和形状，进行成形加工路径规划，生成各层切片成形数控代码和各层切片加工成形数控代码；(2)增量成形步骤：采用熔积成形的增量制造方式，按照各层切片成形数控代码指定的轨迹，在基体上将熔积成形材料逐层熔积成形；其特征在于：

所述增量成形步骤中，在基体将熔积成形材料逐层熔积成形的同时，逐层进行旋转压缩成形：

旋转压头在当前层的软化半凝固区域，紧随成形热源或加热装置同步移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形；

或者，旋转压头在当前层的已凝固区域，沿熔积成形轨迹移动，进行旋转压缩加工，将当前层压缩成形。

2.如权利要求1所述的用于零件或模具的增量制造方法，其特征在于：

所述增量成形步骤中，各层进行旋转压缩成形后，各层再采用铣削或研磨，以达到尺寸和表面精度的要求；或者完成多层增量成形后，将多层表面一并铣削或研磨，以达到尺寸和表面精度的要求。

3.如权利要求1或2所述的用于零件或模具的增量制造方法，其特征在于：

所述增量成形步骤中，所述熔积成形为熔焊熔积成形、压焊熔积成形或熔融堆积成形，所述熔焊熔积成形包括埋弧焊、钨极惰性气体保护焊、熔化极氩弧焊、熔化极气体保护电弧焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊熔积成形；所述压焊成形包括电阻焊、高频焊、磨擦焊、超声波焊熔积成形；

所述熔积成形材料为金属、金属间化合物、非金属或复合材料的粉材、丝材或带材；

所述复合材料为由所述金属、金属间化合物和非金属复合的材料。