CN108380877B - 一种金属粉末的激光烧结方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属粉末的激光烧结方法，金属粉末的激光烧结方法采用两个激光发生器进行扫描，粉末铺平后，由其中一个激光发生器采用低功率对截面选择性的扫描预热，然后由另一个激光发生器采用中功率进行选择性的激光扫描烧结，且两个激光器同时进行扫描，采用低功率的激光发生器位于扫描路径的前端，采用中功率的激光发生器紧随其后，每扫描3‑5层后由其中任一激光发生器采用高功率对粉层进行高温穿孔或划线，本方法采用激光发生器进行穿孔或划线，人为的添加止裂槽或止裂孔，通过圆孔或线槽来阻碍裂纹在长期使用后的继续扩张，经过该方法得到的产品，疲劳寿命高，使用耐久度好。

Description

一种金属粉末的激光烧结方法
技术领域
本发明涉及选择性激光烧结领域，特别涉及一种金属粉末的激光烧结方法。
背景技术
选择性激光烧结技术是采用红外激光器作为能源，粒状材料为原料的加工成型技术，加工时，首先将粉末原料用刮刀铺平在工作台上，激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择性的扫描，扫描的高温使粉末熔化，待粉末材料冷却后便形成最终的金属固态实体，一层完成后再铺设下一层粉末，并选择性的烧结，所有层面烧结后去掉多余的粉末，就可以得到完整的零件。
在当前的实际加工中，通常直接用功率较高的激光对金属粉末进行选择性的扫描，经过扫描的粉末受热熔化，冷却后并得到固态实体，由于激光在扫描时，扫描区域受热快速升温，而旁边的未扫描区域会略微受热升温，但扫描区与未扫描区之间仍存在较大的温度差，使得被扫描后而熔化的金属粉末在冷却凝固时会与旁边产生裂纹，裂纹使产品的疲劳寿命降低，长期使用导致裂纹扩张，降低整体寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种金属粉末的激光烧结方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种金属粉末的激光烧结方法，所述金属粉末的激光烧结方法采用两个激光发生器进行扫描，粉末铺平后，由其中一个激光发生器采用低功率对截面选择性的扫描预热，然后由另一个激光发生器采用中功率进行选择性的激光扫描烧结，且两个激光器同时进行扫描，采用低功率的激光发生器位于扫描路径的前端，采用中功率的激光发生器紧随其后，每扫描3-5层后由其中任一激光发生器采用高功率对粉层进行高温穿孔或划线。
优选的，所述两个激光发生器采用低功率和中功率进行扫描时的路径为多条平行线段构成，所述平行线段布满选择性的粉末截面。
优选的，所述高功率激光所穿的圆孔或划过的线段呈规则的阵列分布。
优选的，所述高功率激光所穿的圆孔或划过的线段呈不规则的随机分布。
优选的，所述高功率激光的穿孔或划线深度在一层标准铺粉厚度和两层标准铺粉厚度之间。
优选的，所述高功率激光进行穿孔或划线的间隔为4层。
采用以上技术方案的有益效果是：本发明的一种金属粉末的激光烧结方法，本方法采用两个激光发生器进行同时扫描，如图1所示，低功率的激光在前，中功率的紧随其后并按照多条平行线段的弯折路径进行扫描，低功率的激光对金属粉末扫描后，扫描区的金属粉末受热升温，相连的未扫描区域也随之升温，该处的低功率小于刚好能使金属粉末熔化的激光功率，中功率的激光紧随其后对预热后的金属粉末进行高温熔化，扫描区的粉末先被预热升温再受热熔化，粉末升温不会过于急速，同时其相连未扫描区域经过预热升温后与扫描区温差小，使熔化后的粉末在凝固时不会因为与旁边区域温差较大而产生较多的裂纹，每扫描成型3-5层后，任一选择一个激光发生器使用高功率的激光对成型后的层面进行高温穿透或者高温划线，在层面上点取多个圆孔或者划出多条短线段，圆孔或线段的深度在一至两层铺粉厚度之间，如图4和图5所示，圆孔或短线段可以选择规则的陈列分布也可由计算机随机分布，如图2和图3所示，最终成型零件在长期使用后，少量裂纹开始扩张，当裂纹扩散到圆孔或短线段上时便停止扩散，圆孔或短线段每隔3-5层布置，相互之间不会过于紧密而影响产品本身质量，本方法采用激光发生器进行穿孔或划线，人为的添加止裂槽或止裂孔，通过圆孔或线槽来阻碍裂纹在长期使用后的继续扩张，经过该方法得到的产品，疲劳寿命高，使用耐久度好。
附图说明
图1是本发明的扫描路径示意图；
图2是本发明的圆孔防裂纹扩张示意图；
图3是本发明的划线防裂纹扩张示意图；
图4是本发明的规则的圆孔或划线分布示意图；
图5是本发明的不规则的圆孔或划线分布示意图。
其中，1-已开裂的纹路，2-可能开裂的纹路，3-高功率激光的穿透圆孔，4-高功率激光的扫描短线段，5-低功率激光的扫描光斑，6-中功率激光的扫描光斑。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1-5出示本发明的具体实施方式：一种金属粉末的激光烧结方法，所述金属粉末的激光烧结方法采用两个激光发生器进行扫描，粉末铺平后，由其中一个激光发生器采用低功率对截面选择性的扫描预热，然后由另一个激光发生器采用中功率进行选择性的激光扫描烧结，且两个激光器同时进行扫描，采用低功率的激光发生器位于扫描路径的前端，采用中功率的激光发生器紧随其后，每扫描3-5层后由其中任一激光发生器采用高功率对粉层进行高温穿孔或划线。
本实施例中，所述两个激光发生器采用低功率和中功率进行扫描时的路径为多条平行线段构成，所述平行线段布满选择性的粉末截面。
本实施例中，所述高功率激光所穿的圆孔或划过的线段呈规则的阵列分布。
本实施例中，所述高功率激光所穿的圆孔或划过的线段呈不规则的随机分布。
本实施例中，所述高功率激光的穿孔或划线深度在一层标准铺粉厚度和两层标准铺粉厚度之间。
本实施例中，所述高功率激光进行穿孔或划线的间隔为4层。
基于上述，本发明的一种金属粉末的激光烧结方法，本方法采用两个激光发生器进行同时扫描，如图1所示，低功率的激光在前，中功率的紧随其后并按照多条平行线段的弯折路径进行扫描，低功率的激光对金属粉末扫描后，扫描区的金属粉末受热升温，相连的未扫描区域也随之升温，该处的低功率小于刚好能使金属粉末熔化的激光功率，中功率的激光紧随其后对预热后的金属粉末进行高温熔化，扫描区的粉末先被预热升温再受热熔化，粉末升温不会过于急速，同时其相连未扫描区域经过预热升温后与扫描区温差小，使熔化后的粉末在凝固时不会因为与旁边区域温差较大而产生较多的裂纹，每扫描成型3-5层后，任一选择一个激光发生器使用高功率的激光对成型后的层面进行高温穿透或者高温划线，在层面上点取多个圆孔或者划出多条短线段，圆孔或线段的深度在一至两层铺粉厚度之间，如图4和图5所示，圆孔或短线段可以选择规则的陈列分布也可由计算机随机分布，如图2和图3所示，最终成型零件在长期使用后，少量裂纹开始扩张，当裂纹扩散到圆孔或短线段上时便停止扩散，圆孔或短线段每隔3-5层布置，相互之间不会过于紧密而影响产品本身质量，本方法采用激光发生器进行穿孔或划线，人为的添加止裂槽或止裂孔，通过圆孔或线槽来阻碍裂纹在长期使用后的继续扩张，经过该方法得到的产品，疲劳寿命高，使用耐久度好。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种金属粉末的激光烧结方法，其特征在于：所述金属粉末的激光烧结方法采用两个激光发生器进行扫描，粉末铺平后，由其中一个激光发生器采用低功率对截面选择性的扫描预热，然后由另一个激光发生器采用中功率进行选择性的激光扫描烧结，且两个激光器同时进行扫描，采用低功率的激光发生器位于扫描路径的前端，采用中功率的激光发生器紧随其后，每扫描3-5层后由其中任一激光发生器采用高功率对粉层进行高温穿孔或划线，所述两个激光发生器采用低功率和中功率进行扫描时的路径为多条平行线段构成，所述平行线段布满选择性的粉末截面，所述高功率激光的穿孔或划线深度在一层标准铺粉厚度和两层标准铺粉厚度之间。
2.根据权利要求1所述的金属粉末的激光烧结方法，其特征在于：所述高功率激光所穿的圆孔或划过的线段呈规则的阵列分布。
3.根据权利要求1所述的金属粉末的激光烧结方法，其特征在于：所述高功率激光所穿的圆孔或划过的线段呈不规则的随机分布。
4.根据权利要求1所述的金属粉末的激光烧结方法，其特征在于：所述高功率激光进行穿孔或划线的间隔为4层。
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