CN109676123B - 一种光固化成形金属、合金及陶瓷零件的扫描方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光固化成形金属、合金及陶瓷零件的扫描方法，具体过程为：制备混合浆料并将制备好的混合浆料装入光固化设备成形零件坯体，然后对成形好的零件坯体进行后处理；其中，光固化设备成形零件坯体时所用的扫描策略为：对待成形区域进行分区域扫描，每个区域均先扫描边框，使边缘浆料优先固化，后扫描内填充；扫描时以引起固化深度不大于对应分层厚度所需固化深度的能量密度对同一区域进行重复多次扫描；以低于成形零件的能量密度成形零件支撑。本发明的一种光固化成形金属、合金及陶瓷零件的扫描方法解决了现有技术中存在的因固相粉末对紫外光的吸收率高，引起的因固相粉末吸收光能产生热量而烧损浆料的问题。

Description

一种光固化成形金属、合金及陶瓷零件的扫描方法
技术领域
本发明属于增材制造扫描方法技术领域，涉及一种光固化成形金属、合金及陶瓷零件的扫描方法。
背景技术
光固化增材制造金属、合金及陶瓷等材料零件的原理为：首先将适宜粒度的金属、合金及陶瓷等材料固相粉末与相应的液态光敏树脂在加入少量添加剂的情况下混合，制备成成分均匀、粘度适中的光固化浆料；然后在成形设备内利用受控的紫外光引发光敏树脂发生交联反应，使光敏树脂在发生“液—固”转变时包裹周围均布的粉末，实现固相粉末的定形，依靠固相粉末层层定形获得所需零件的坯体；最后将零件坯体经脱脂烧结获得对应固相材质的致密零件。由于树脂在交联反应过程产生的热量少、成形成本低，相同条件下，利用该工艺获得的制件将具有表面质量好、尺寸精度高、制造成本低等诸多潜在优势，因而在增材制造领域获得了广泛关注。
但由于当前光固化技术成形的主要为光敏树脂，其成形使用的扫描策略为：以设定的能量密度先扫描零件内填充后扫描边框，各区域只扫描一次即完成一个层面的成形且成形零件与成形支撑采用的能量密度相同。而混合了金属、合金及陶瓷等材料固相粉末与相应液态光敏树脂的浆料对紫外光的吸收、反射、折射等光学性能和单纯光敏树脂不同、且浆料内部固相粉末与液态树脂之间的这些光学性能也有较大差异，当将这种适合单纯光敏树脂的成形策略直接用于混合了固相粉末与相应光敏树脂的浆料时，会存在以下问题：
①当固相粉末对紫外光的吸收率很高时，会存在因固相粉末吸收光能产生热量而烧损浆料的风险；
②当固相粉末对紫外光的吸收及反色率很高时，需要能够提供较高能量密度的光源才能使浆料获得适宜的固化深度；
③浆料使用先扫描内填充后扫描边框的策略成形时，零件的边缘会有较多的粘附物；
④支撑与零件具有相同的强度，不利于后续手工去除支撑。
发明内容
本发明的目的是提供一种光固化成形金属、合金及陶瓷零件的扫描方法，解决了现有技术中存在的因固相粉末对紫外光的吸收率高，引起的因固相粉末吸收光能产生热量而烧损浆料的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种光固化成形金属、合金及陶瓷零件的扫描方法，具体过程为：制备混合浆料并将制备好的混合浆料装入光固化设备成形零件坯体，然后对成形好的零件坯体进行后处理；其中，光固化设备成形零件坯体时所用的扫描策略为：对待成形区域进行分区域扫描，每个区域均先扫描边框，使边缘浆料优先固化，后扫描内填充；扫描时以引起固化深度不大于对应分层厚度所需固化深度的能量密度对同一区域进行重复多次扫描；以低于成形零件的能量密度成形零件支撑；分层厚度所需固化深度值为对应分层厚度的1.5-2倍；扫描间距为单道固化宽度的50％-90％；光斑偏移为单道固化宽度的50％。
本发明的特征还在于，
制备混合浆料具体按照以下步骤实施：
步骤1，将待成形材料制备成固相粉末，经筛选，然后干燥待用；
步骤2，选取与固相粉末相适应且固化后热分解产物不会污染固相粉末或污染后可以通过热处理予以去除的液态光敏树脂，经干燥处理待用；
步骤3，将准备好的固相粉末与液态光敏树脂及一定量的添加剂在避光条件下通过搅拌形成成分均一、粘度适中的浆料，然后在避光、真空条件下静置，以排除其中的气泡，形成混合浆料。
步骤1中的筛选要求为：固相粉末粒度满足d50在1-15um之间。
对成形好的零件坯体进行后处理的具体过程为：从设备内取出成形好的零件坯体，用毛刷清扫毛坯表面，直至露出已固化的表面，然后将其浸入可溶解未固化树脂的有机溶剂中，借助超声波震荡除去粘附于毛坯上的未固化树脂，然后进行脱脂烧结。
脱脂的条件为：在常压、气氛环境下，以0.1-5℃/min的升温速率升高到350-600℃，保温1-10h后随炉冷却。
烧结的条件为：将脱脂的零件坯体在气氛环境下，气体压力10-200MPa，以3-5℃/min的升温速率升到800-900℃保温0.5-2h，然后以5-10℃/min的升温速率升到1200-1600℃保温0.5-3h。
本发明的有益效果是：
(1)本发明使用先扫描边框后扫描内填充的分区域扫描方案，使边缘浆料优先固化，借助树脂固相光阻性大于液相的特性，抑制扫描内填充时因固相粉末对光的折射、反射作用使周边浆料固化造成的精度损失，减弱了浆料烧损的风险以及降低了扫描所需的能量密度；
(2)本发明适用于金属、合金及陶瓷材料的光固化成形；
(3)本发明以引起固化深度不大于对应分层厚度所需固化深度的能量密度对同一区域进行重复多次扫描，一方面减小固相粉末吸收光能产生热能的效率进而降低烧损树脂的风险，另一方面利用浆料固化后仍具有的透光性延伸固化深度使其最终达到所需的固化深度；
(4)本发明以低于成形零件的能量密度成形零件支撑，通过在零件实体与支撑之间引起强度差异，降低支撑去除难度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种光固化成形金属、合金及陶瓷零件的扫描方法，具体过程为：制备混合浆料，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将待成形材料制备成固相粉末，经筛选使得固相粉末粒度满足d50在1-15um之间，然后干燥待用；
步骤2，选取与固相粉末相适应且固化后热分解产物不会污染固相粉末或污染后可以通过热处理予以去除的液态光敏树脂，经干燥处理待用；
步骤3，将准备好的固相粉末与液态光敏树脂及一定量的添加剂在避光条件下通过搅拌形成成分均一、粘度适中的浆料，然后在避光、真空条件下静置，以排除其中的气泡，形成混合浆料；
将制备好的混合浆料装入光固化设备成形零件坯体，然后对成形好的零件坯体进行后处理；其中，光固化设备成形零件坯体时所用的扫描策略为：对待成形区域进行分区域扫描，每个区域均先扫描边框，使边缘浆料优先固化，后扫描内填充；扫描时以引起固化深度不大于对应分层厚度所需固化深度的能量密度对同一区域进行重复多次扫描；以低于成形零件的能量密度成形零件支撑；分层厚度所需固化深度值为对应分层厚度的1.5-2倍；扫描间距为单道固化宽度的50％-90％；光斑偏移为单道固化宽度的50％，其中成形零件的能量密度指以引起固化深度不大于对应分层厚度所需固化深度的能量密度。
对成形好的零件坯体进行后处理的具体过程为：从设备内取出成形好的零件坯体，用毛刷清扫毛坯表面，直至露出已固化的表面，然后将其浸入可溶解未固化树脂的有机溶剂中，借助超声波震荡除去粘附于毛坯上的未固化树脂，然后进行脱脂烧结。
脱脂的条件为：在常压、气氛环境下，以0.1-5℃/min的升温速率升高到350-600℃，保温1-10h后随炉冷却。
烧结的条件为：将脱脂的零件坯体在气氛环境下，气体压力10-200MPa，以3-5℃/min的升温速率升到800-900℃保温0.5-2h，然后以5-10℃/min的升温速率升到1200-1600℃保温0.5-3h。
实施例1金属钨件的成形
(1)混合浆料的制备；
取d50＝15um的钨粉经干燥处理后与同样经过干燥处理的适宜光敏树脂及烧结助剂、相溶剂、光敏剂等添加剂在避光的条件下混合均匀，然后避光、真空条静置12h待用。
(2)光固化成形；
将经第1步制备好的浆料装入光固化设备，利用制备的浆料成形零件坯体，成形所用的扫描策略为：a.使用先扫描边框后扫描内填充的分区域扫描方案；b.以引起固化深度为对应分层厚度所需固化深度2/3的能量密度对同一区域进行3次扫描；c.以成形零件能量密度的3/4成形零件支撑；d.分层厚度所需固化深度值为对应分层厚度的2倍；e.扫描间距为单道固化宽度的90％；f.光斑偏移为单道固化宽度的50％。
(3)毛坯的后处理
从设备内取出成形毛坯，用毛刷清扫毛坯表面，直至露出已固化的表面；然后将其浸入可溶解未固化树脂的有机溶剂中，借助超声波震荡除去粘附于毛坯上的未固化树脂。
(4)脱脂烧结；
脱脂工艺：在常压、气氛环境下，以1℃/min的升温速率升高到600℃，保温10h后随炉冷却。
烧结工艺：在气氛环境下，气体压力200MPa，以4℃/min的升温速率升到900℃保温1h，然后以8℃/min的升温速率升到1600℃保温1.5h。
实施例2镍基高温合金件的成形
(1)混合浆料的制备；
取d50＝5um的钨粉经干燥处理后与同样经过干燥处理的适宜光敏树脂及烧结助剂、相溶剂、稀释剂等添加剂在避光的条件下混合均匀，然后避光、真空条静置20h待用。
(2)光固化成形；
将经第1步制备好的浆料装入光固化设备，利用制备的浆料成形零件坯体。成形所用的扫描策略为：a.使用先扫描边框后扫描内填充的分区域扫描方案；b.以引起固化深度为对应分层厚度所需固化深度3/4的能量密度对同一区域进行2次扫描；c.以成形零件能量密度的4/5成形零件支撑；d.分层厚度所需固化深度值为对应分层厚度的1.5倍；e.扫描间距为单道固化宽度的50％；f.光斑偏移为单道固化宽度的50％。
(3)毛坯的后处理
从设备内取出成形毛坯，用毛刷清扫毛坯表面，直至露出已固化的表面；然后将其浸入可溶解未固化树脂的有机溶剂中，借助超声波震荡除去粘附于毛坯上的未固化树脂。
(4)脱脂烧结；
脱脂工艺：在常压、氩气环境下，以2℃/min的升温速率升高到420℃，保温8h后随炉冷却。
烧结工艺：在氩气环境下，气体压力200MPa，以5℃/min的升温速率升到900℃保温2h，然后以10℃/min的升温速率升到1200℃保温1h。
实施例3氧化锆陶瓷件的成形
(1)混合浆料的制备；
取d50＝3um的经氧化钇稳定的ZrO2粉经干燥处理后与同样经过干燥处理的适宜光敏树脂及分散剂、相溶剂等添加剂在避光的条件下混合均匀，然后避光、真空条静置10h待用。
(2)光固化成形；
将经第1步制备好的浆料装入光固化设备，利用制备的浆料成形零件坯体。成形所用的扫描策略为：a.使用先扫描边框后扫描内填充的分区域扫描方案；b.以引起固化深度与对应分层厚度所需固化深度相同的能量密度对同一区域进行2次扫描；c.以成形零件能量密度的2/3成形零件支撑；d.分层厚度所需固化深度值为对应分层厚度的1.6倍；e.扫描间距为单道固化宽度的70％；f.光斑偏移为单道固化宽度的50％。
(3)毛坯的后处理
从设备内取出成形毛坯，用毛刷清扫毛坯表面，直至露出已固化的表面；然后将其浸入可溶解未固化树脂的有机溶剂中，借助超声波震荡除去粘附于毛坯上的未固化树脂。
(4)脱脂烧结；
脱脂工艺：在常压、大气环境下，以0.2℃/min的升温速率升高到400℃，保温6h后随炉冷却。
烧结工艺：常压、大气环境下，以3℃/min的升温速率升到800℃保温2h，然后以5℃/min的升温速率升到1200℃保温2h。
实施例4金属钨件的成形
(1)混合浆料的制备；
取d50＝12um的钨粉经干燥处理后与同样经过干燥处理的适宜光敏树脂及烧结助剂、相溶剂、光敏剂等添加剂在避光的条件下混合均匀，然后避光、真空条静置12h待用。
(2)光固化成形；
将经第1步制备好的浆料装入光固化设备，利用制备的浆料成形零件坯体，成形所用的扫描策略为：a.使用先扫描边框后扫描内填充的分区域扫描方案；b.以引起固化深度为对应分层厚度所需固化深度2/3的能量密度对同一区域进行3次扫描；c.以成形零件能量密度的3/4成形零件支撑；d.分层厚度所需固化深度值为对应分层厚度的2倍；e.扫描间距为单道固化宽度的90％；f.光斑偏移为单道固化宽度的50％。
(3)毛坯的后处理
从设备内取出成形毛坯，用毛刷清扫毛坯表面，直至露出已固化的表面；然后将其浸入可溶解未固化树脂的有机溶剂中，借助超声波震荡除去粘附于毛坯上的未固化树脂。
(4)脱脂烧结；
脱脂工艺：在常压、气氛环境下，以2.5℃/min的升温速率升高到350℃，保温5h后随炉冷却。
烧结工艺：在气氛环境下，气体压力100MPa，以4℃/min的升温速率升到900℃保温2h，然后以7℃/min的升温速率升到1600℃保温3h。
实施例5镍基高温合金件的成形
(1)混合浆料的制备；
取d50＝5um的钨粉经干燥处理后与同样经过干燥处理的适宜光敏树脂及烧结助剂、相溶剂、稀释剂等添加剂在避光的条件下混合均匀，然后避光、真空条静置20h待用。
(2)光固化成形；
将经第1步制备好的浆料装入光固化设备，利用制备的浆料成形零件坯体。成形所用的扫描策略为：a.使用先扫描边框后扫描内填充的分区域扫描方案；b.以引起固化深度为对应分层厚度所需固化深度3/4的能量密度对同一区域进行2次扫描；c.以成形零件能量密度的4/5成形零件支撑；d.分层厚度所需固化深度值为对应分层厚度的1.8倍；e.扫描间距为单道固化宽度的80％；f.光斑偏移为单道固化宽度的50％。
(3)毛坯的后处理
从设备内取出成形毛坯，用毛刷清扫毛坯表面，直至露出已固化的表面；然后将其浸入可溶解未固化树脂的有机溶剂中，借助超声波震荡除去粘附于毛坯上的未固化树脂。
(4)脱脂烧结；
脱脂工艺：在常压、氩气环境下，以5℃/min的升温速率升高到470℃，保温1h后随炉冷却。
烧结工艺：在氩气环境下，气体压力10MPa，以5℃/min的升温速率升到700℃保温0.5h，然后以10℃/min的升温速率升到1400℃保温0.5h。
实施例6氧化锆陶瓷件的成形
(1)混合浆料的制备；
取d50＝3um的经氧化钇稳定的ZrO2粉经干燥处理后与同样经过干燥处理的适宜光敏树脂及分散剂、相溶剂等添加剂在避光的条件下混合均匀，然后避光、真空条静置10h待用。
(2)光固化成形；
将经第1步制备好的浆料装入光固化设备，利用制备的浆料成形零件坯体。成形所用的扫描策略为：a.使用先扫描边框后扫描内填充的分区域扫描方案；b.以引起固化深度与对应分层厚度所需固化深度相同的能量密度对同一区域进行2次扫描；c.以成形零件能量密度的2/3成形零件支撑；d.分层厚度所需固化深度值为对应分层厚度的1.5倍；e.扫描间距为单道固化宽度的50％；f.光斑偏移为单道固化宽度的50％。
(3)毛坯的后处理
从设备内取出成形毛坯，用毛刷清扫毛坯表面，直至露出已固化的表面；然后将其浸入可溶解未固化树脂的有机溶剂中，借助超声波震荡除去粘附于毛坯上的未固化树脂。
(4)脱脂烧结；
脱脂工艺：在常压、大气环境下，以0.1℃/min的升温速率升高到400℃，保温3h后随炉冷却。
烧结工艺：常压、大气环境下，以5℃/min的升温速率升到900℃保温1.5h，然后以10℃/min的升温速率升到1400℃保温2.5h。

Claims (6)

1.一种光固化成形金属或陶瓷零件的扫描方法，其特征在于，具体过程为：制备混合浆料并将制备好的混合浆料装入光固化设备成形零件坯体，然后对成形好的零件坯体进行后处理；其中，光固化设备成形零件坯体时所用的扫描策略为：对待成形区域进行分区域扫描，每个区域均先扫描边框，使边缘浆料优先固化，后扫描内填充；扫描时以一定的能量密度对同一区域进行重复多次扫描，所述一定的能量密度为引起固化深度小于对应分层厚度所需固化深度的能量密度；以低于成形零件的能量密度成形零件支撑；分层厚度所需固化深度值为对应分层厚度的1.5-2倍；扫描间距为单道固化宽度的50%-90%；光斑偏移为单道固化宽度的50%。
2.根据权利要求1所述的一种光固化成形金属或陶瓷零件的扫描方法，其特征在于，所述制备混合浆料具体按照以下步骤实施：
步骤1，将待成形材料制备成固相粉末，经筛选，然后干燥待用；
步骤2，选取与固相粉末相适应且固化后热分解产物不会污染固相粉末或污染后可以通过热处理予以去除的液态光敏树脂，经干燥处理待用；
步骤3，将准备好的固相粉末与液态光敏树脂及一定量的添加剂在避光条件下通过搅拌形成成分均一、粘度适中的浆料，然后在避光、真空条件下静置，以排除其中的气泡，形成混合浆料，所述添加剂为烧结助剂、相溶剂、光敏剂，或者所述添加剂为烧结助剂、相溶剂、稀释剂，或者所述添加剂为分散剂、相溶剂。
3.根据权利要求2所述的一种光固化成形金属或陶瓷零件的扫描方法，其特征在于，步骤1中所述的筛选要求为：固相粉末粒度满足d50在1-15um之间。
4.根据权利要求1所述的一种光固化成形金属或陶瓷零件的扫描方法，其特征在于，所述对成形好的零件坯体进行后处理的具体过程为：从设备内取出成形好的零件坯体，用毛刷清扫毛坯表面，直至露出已固化的表面，然后将其浸入可溶解未固化树脂的有机溶剂中，借助超声波震荡除去粘附于毛坯上的未固化树脂，然后进行脱脂烧结。
5.根据权利要求4所述的一种光固化成形金属或陶瓷零件的扫描方法，其特征在于，所述脱脂的条件为：在常压、气氛环境下，以0.1-5℃/min的升温速率升高到350-600℃，保温1-10h后随炉冷却。
6.根据权利要求5所述的一种光固化成形金属或陶瓷零件的扫描方法，其特征在于，所述烧结的条件为：将脱脂的零件坯体在气氛环境下，气体压力10-200MPa，以3-5℃/min的升温速率升到800-900℃保温0.5-2h，然后以5-10℃/min的升温速率升到1200-1600℃保温0.5-3h。
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GB201404854D0 (en) * 2014-03-18 2014-04-30 Renishaw Plc Selective solidification apparatus and method
EP3001226B1 (de) * 2014-09-26 2024-07-10 Leuze electronic GmbH + Co KG Lichtvorhang
CN104588649B (zh) * 2014-12-08 2016-11-23 西安交通大学 激光直接成形悬臂结构金属零件的工艺
CN105665704A (zh) * 2016-03-11 2016-06-15 上海拓宝机电科技有限公司 金属激光选区熔化方法
CN105665706B (zh) * 2016-03-22 2018-11-23 西安铂力特增材技术股份有限公司 一种金属材料制件的制备方法
CN105666885A (zh) * 2016-04-18 2016-06-15 周宏志 基于dlp的可分区光固化3d打印成型方法、系统及设备
CN107877852B (zh) * 2016-09-28 2021-05-11 上海普利生机电科技有限公司 光固化型三维打印方法
CN106827514A (zh) * 2017-02-10 2017-06-13 上海联泰科技股份有限公司 分层构建物体的图像处理方法、打印方法和3d打印设备
CN107954735A (zh) * 2017-10-31 2018-04-24 西安铂力特增材技术股份有限公司 一种连续纤维增强陶瓷基复合材料零件的成形方法
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