CN109604593A - 一种激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法 - Google Patents
一种激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于增材制造领域,具体涉及一种激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法。该方法包括以下步骤:1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率5~200Hz,振动时间5~30min;3)采用小于0.6MPa的惰性气体对机械振动后的成型件进行低压冲洗;4)采用0.6MPa~2.5MPa的惰性气体对成型件表面和内部结构进行高压冲洗;5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止。本发明方法可以全面、便捷和快速的清理激光选区熔化成型件表面和内部复杂结构中的金属粉末。
Description
技术领域:
本发明属于增材制造领域,具体涉及一种激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法。
背景技术:
激光选区熔化技术采用快速成型的基本原理,将成型件的三维实体模型通过专用软件对进行切片分层,得到各截面的轮廓数据,随后将这些数据导入成型设备,设备将按照轮廓数据,控制激光束选择性地熔化各层的金属粉末材料,逐步堆叠成三维金属成型件。激光选区熔化技术的工作原理是:激光束开始扫描前,铺粉单元将金属粉末平铺到基板上,激光束将按当前层的轮廓信息选择性的熔化基板上的粉末,加工出当前层的轮廓,随后成型仓下降一定高度的距离,水平刮板再在已加工好的当前层上铺上金属粉末,设备调入下一层信息继续加工,如此层层堆积,直到整个成型件加工完毕。正是由于其成型特点,成型后的工件会被埋在大量的金属粉末当中。按照粉末与成型件粘附的紧密程度不同,粉末与成型件间的关系可分成两类:一类是填充关系,即金属粉末填充在成型件的空隙之间;另一类则是因为采用热熔化方式成型,成型过程中粉末颗粒会粘附在成型件的表面。如若不能将上述两种关系的粉末清理干净,在后续的热处理过程中,未清理的粉末会与成型件表面完全粘合,进而影响成型件的表面质量。
发明内容:
为了克服激光选区熔化成型件表面和内部粉末残留的不足之处,本发明的目的在于提供一种激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,通过采用机械振动和高、低压气体相结合的方式,对成型件表面及内部残余粉末进行清理,可以全面、便捷和快速的清理激光选区熔化成型件表面和内部残余的金属粉末,进而提高成型件的表面质量。
本发明的技术方案是:
一种激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,包括以下步骤:
(1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;
(2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率5~200Hz,振动时间5~30min;
(3)采用小于0.6MPa的低压力气体对机械振动后的成型件进行低压冲洗,以便去除振后形成的浮粉;
(4)采用0.6MPa~2.5MPa的高压力气体对成型件表面和内部结构进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;
(5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止。
步骤(3)中,低压力气体为氩气、氦气或氮气,高压力气体为氩气、氦气或氮气。
本发明的优点及有益效果在于:
表面粗糙度是评价机械成型件质量的重要指标,较差的表面质量不仅会使成型件的强度、耐磨性和抗腐蚀性变差,还会影响成型件的配合性质和工作精度,进而影响成型件的使用寿命。本发明采用机械振动和高、低压气体冲洗相结合的方法,克服单一清洗方法的不之处,可以全面、便捷和快速的清理激光选区熔化成型件表面和内部复杂结构中的金属粉末,从而提高成型件的表面质量。
具体实施方式:
在具体实施过程中,本发明方法包括以下步骤:1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率5~200Hz,振动时间5~30min;3)采用小于0.6MPa的低压力气体(惰性保护气体,如:氩气、氦气和氮气等)对机械振动后的成型件进行低压冲洗,以便去除振后形成的浮粉;4)采用0.6MPa~2.5MPa的高压力气体(惰性保护气体,如:氩气、氦气和氮气等)对成型件表面和内部结构(如:内流道等)进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止。
下面,通过实施例对本发明进一步详细阐述。
实施例1:
本实施例中,激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,包括以下步骤:
(1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;
(2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率50Hz,振动时间25min;
(3)采用0.5MPa的低压力气体(惰性保护气体,如:氩气、氦气和氮气等)对机械振动后的成型件进行低压冲洗,以便去除振后形成的浮粉;
(4)采用1MPa的高压力气体(惰性保护气体,如:氩气、氦气和氮气等)对成型件表面和内部结构(如:内流道等)进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;
(5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止,采用本实施例处理后的表面粗糙度达到7.24μm。
实施例2:
本实施例中,激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,包括以下步骤:
(1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;
(2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率100Hz,振动时间15min;
(3)采用0.55MPa的低压力气体(惰性保护气体,如:氩气、氦气等)对机械振动后的成型件进行低压冲洗,以便去除振后形成的浮粉;
(4)采用1.5MPa的高压力气体(惰性保护气体,如:氩气、氦气和氮气等)对成型件表面和内部结构(如:内流道等)进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;
(5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止,采用本实施例处理后的表面粗糙度达到7.1μm。
实施例3:
本实施例中,激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,包括以下步骤:
(1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;
(2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率150Hz,振动时间20min;
(3)采用0.45MPa的低压力气体(惰性保护气体,如:氩气、氦气和氮气等)对机械振动后的成型件进行低压冲洗,以便去除振后形成的浮粉;
(4)采用1.8MPa的高压力气体(惰性保护气体,如:氩气、氦气和氮气等)对成型件表面和内部结构(如:内流道等)进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;
(5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止,采用本实施例处理后的表面粗糙度达到7.18μm。
实施例4:
本实施例中,激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,包括以下步骤:
(1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;
(2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率200Hz,振动时间10min;
(3)采用0.4MPa的低压力气体(惰性保护气体,如:氩气、氦气和氮气等)对机械振动后的成型件进行低压冲洗,以便去除振后形成的浮粉;
(4)采用2MPa的高压力气体(惰性保护气体,如:氩气、氦气和氮气等)对成型件表面和内部结构(如:内流道等)进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;
(5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止,采用本实施例处理后的表面粗糙度达到6.71μm。
实施例结果表明,本发明提供通过采用机械振动和高、低压气体相结合的方式,对成型件表面及内部残余粉末进行清理的新方法,可以全面、便捷和快速的清理激光选区熔化成型件表面和内部复杂结构中的金属粉末。
Claims (6)
1.一种激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;
(2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率5~200Hz,振动时间5~30min;
(3)采用小于0.6MPa的低压力气体对机械振动后的成型件进行低压冲洗,以便去除振后形成的浮粉;
(4)采用0.6MPa~2.5MPa的高压力气体对成型件表面和内部结构进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;
(5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止。
2.根据权利要求1所述的激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;
(2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率50Hz,振动时间25min;
(3)采用0.5MPa的低压力气体对机械振动后的成型件进行低压冲洗,以便去除振后形成的浮粉;
(4)采用1MPa的高压力气体对成型件表面和内部结构进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;
(5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止。
3.根据权利要求1所述的激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;
(2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率100Hz,振动时间15min;
(3)采用0.55MPa的低压力气体对机械振动后的成型件进行低压冲洗,以便去除振后形成的浮粉;
(4)采用1.5MPa的高压力气体对成型件表面和内部结构进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;
(5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止。
4.根据权利要求1所述的激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;
(2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率150Hz,振动时间20min;
(3)采用0.45MPa的低压力气体对机械振动后的成型件进行冲洗,以便去除振后形成的浮粉;
(4)采用1.8MPa的高压力气体对成型件表面和内部结构进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;
(5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止。
5.根据权利要求1所述的激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)采用防爆吸尘器对成型件表面的浮粉进行清理;
(2)将清理后的成型件在机械振台上进行振动清理,振动频率200Hz,振动时间10min;
(3)采用0.4MPa的低压力气体对机械振动后的成型件进行冲洗,以便去除振后型成的浮粉;
(4)采用2MPa的高压力气体对成型件表面和内部结构进行高压冲洗,以便去除粘附在成型件表面的粉末;
(5)将上述过程至少重复5次,直至机械振动和高、低压气体冲洗时,无明显粉末为止。
6.根据权利要求1至5之一所述的激光选区熔化成型件表面和内部残余粉末的清理方法,其特征在于,步骤(3)中,低压力气体为氩气、氦气或氮气,高压力气体为氩气、氦气或氮气。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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