CN110153421B - 一种提高激光选区熔化成形零件质量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种提高激光选区熔化成形零件质量的方法，包括S1：当铺粉刮刀在金属基板上涂覆一层金属粉末后，设备按照零件的截面形状完成当前层的打印，循环过滤系统在工控机的控制下处于第一预滤系统工作的状态，S2：当前层的零件截面扫描完成后，工控机会接收到信号，第二预滤系统开始接入循环过滤系统，此时铺粉刮刀保持步骤1的位置2s；S3：当铺粉刮刀经过步骤2回程至步骤3的位置时，工控机接收到信号，第一预滤系统再次接入循环过滤系统；直到铺粉刮刀将足量的金属粉末涂覆到粉床表面，设备再次完成零件截面扫描时，第二预滤系统会再次进入循环过滤系统；如此周而复始的工作。本发明可改善激光选区熔化后的零件质量。

Description

一种提高激光选区熔化成形零件质量的方法
技术领域
本发明涉及激光选区熔化成形领域，特别是涉及提高激光选区熔化成形零件质量的方法。
背景技术
在激光选区熔化成形中激光与粉末床上的金属粉末作用后会形成金属冷凝物等杂质，这些杂质会对激光选区熔化成形过程造成不良影响，导致成形过程中易形成孔洞、疏松、微裂纹等缺陷，从而影响激光选区熔化成形中最终制件的质量。虽然在激光选区熔化成形过程中成形舱内设计有惰性气体风道，该风道可将一些粉床表面冷凝物杂质带走，但是粉床内部依然会存在部分金属冷凝物，此部分冷凝物会对后续的成形过程带来不良影响。又因为在成形过程中，要保证成形舱内的金属粉末不被风道带走，即使是对于粉床表面的冷凝物的清除，风道的作用也不彻底。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高激光选区熔化成形零件质量的方法，保证粉床表面冷凝物杂质被带走，同时保证成形舱内的金属粉末不被带走，可改善激光选区熔化后的零件质量，获得更少缺陷的制件，从而提高零件的各方面的性能。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种提高激光选区熔化成形零件质量的方法，包括以下步骤：
S1：当铺粉刮刀在金属基板上涂覆一层金属粉末后，设备按照零件的截面形状完成当前层的打印，从铺粉开始至当前层打印结束，此段时间内设备的循环过滤系统在工控机的控制下处于第一预滤系统工作的状态，即步骤3至步骤5；风道可将成形过程中的部分金属冷凝物和金属灰通过吸嘴吸入第一预滤系统而不至于将成形缸内未用到的金属粉末卷入第一预滤系统；
S2：当前层的零件截面扫描完成后，即步骤3至步骤5完成后，工控机会接收到信号，第二预滤系统开始接入循环过滤系统，此时铺粉刮刀不会立即回程，而是延迟2s给第二预滤系统充分的工作时间，即保持步骤1的位置2s；此时风道会将成形层表面剩余的全部金属冷凝物通过吸嘴吸入第二预滤系统，同时由于风机压力值较大，会将粉末床表面层的未用金属粉末一起吸入吸嘴进入第二预滤系统，并且与金属冷凝物相比进入第二预滤系统金属粉末占比较大；
S3：当铺粉刮刀经过步骤2回程至步骤3的位置时，工控机接收到信号，第一预滤系统再次接入循环过滤系统；直到铺粉刮刀将足量的金属粉末涂覆到粉床表面，设备再次完成零件截面扫描时，第二预滤系统会再次进入循环过滤系统；如此周而复始的工作。
进一步的，所述S1中风机的压力值设置为0.6mbar。
进一步的，所述S2中第二预滤系统工作时风机的压力值设置为3mbar。
进一步的，所述S3对于第二预滤系统内的金属粉末最终会进入颗粒收集容器内，当容器内积累到一定的金属粉末量，可将容器内的金属粉末取出筛分、烘干后继续使用。
进一步的，所述循环过滤系统包括精滤系统、第一预滤系统、第二预滤系统、设备主机和软管，所述第一预滤系统通过软管与精滤系统及设备主机连接，所述第二预滤系统通过软管与精滤系统及设备主机连接，所述第一预滤系统与第二预滤系统并联，所述精滤系统通过软管与设备主机连接。
进一步的，所述设备循环过滤系统与工控机连接，所述工控机控制设备循环过滤系统的运行。
进一步的，所述设备主机的内部设有成形舱、吸嘴和吹嘴，所述吸嘴和吹嘴分别位于成形舱的两端。
与现有技术相比，本发明提高激光选区熔化成形零件质量的方法的有益效果是：保证粉床表面冷凝物杂质被带走，同时保证成形舱内的金属粉末不被带走，可改善激光选区熔化后的零件质量，获得更少缺陷的制件，从而提高零件的各方面的性能。
附图说明
图1是循环过滤系统的结构示意图。
图2是图1中设备主机内部的结构示意图。
图3是铺粉系统步骤示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图2，循环过滤系统，包括精滤系统10、第一预滤系统20、第二预滤系统30、设备主机40和软管50，第一预滤系统20通过软管50与精滤系统10及设备主机40连接，第二预滤系统30通过软管50与精滤系统10及设备主机40连接，第一预滤系统20与第二预滤系统30并联，精滤系统10通过软管50与设备主机40连接。设备循环过滤系统与工控机(图未示)连接，工控机控制设备循环过滤系统的运行。
设备主机40的内部设有成形舱60、吸嘴70和吹嘴80，吸嘴70和吹嘴80分别位于成形舱60的两端。吸嘴70用于抽出含颗粒的保护气体，吹嘴80用于输入经过过滤的保护气体。
请参阅图3，收粉系统2、成形系统3和送粉系统4依次设置，铺粉刮刀1位于收粉系统2、成形系统3和送粉系统4的上方，铺粉系统处于步骤1时，铺粉刮刀1处于收粉系统2上方，铺粉系统处于步骤2时，铺粉刮刀1继续运动到成形系统3上方，铺粉系统处于步骤3时，铺粉刮刀1继续运动到送粉系统4上方，铺粉系统处于步骤4时，铺粉刮刀1从送粉系统4回程运动到成形系统3上方，铺粉系统处于步骤4时，铺粉刮刀1从成形系统3继续回程运动到收粉系统2上方。
一种提高激光选区熔化成形零件质量的方法，包括以下步骤：
S1：当铺粉刮刀在金属基板上涂覆一层金属粉末后，设备按照零件的截面形状完成当前层的打印，从铺粉开始至当前层打印结束，此段时间内设备的循环过滤系统在工控机的控制下处于第一预滤系统工作的状态，即步骤3至步骤5。此状态下，风机的压力值设置为0.6mbar，风道可将成形过程中的部分金属冷凝物和金属灰通过吸嘴吸入第一预滤系统而不至于将成形缸内未用到的金属粉末卷入第一预滤系统。
S2：当前层的零件截面扫描完成后，即步骤3至步骤5完成后，工控机会接收到信号，第二预滤系统开始接入循环过滤系统，此时铺粉刮刀不会立即回程，而是延迟2s给第二预滤系统充分的工作时间，即保持步骤1的位置2s。第二预滤系统工作时风机的压力值设置为3mbar，此时风道会将成形层表面剩余的全部金属冷凝物通过吸嘴吸入第二预滤系统，同时由于风机压力值较大，会将粉末床表面层的未用金属粉末一起吸入吸嘴进入第二预滤系统，并且与金属冷凝物相比进入第二预滤系统金属粉末占比较大。
S3：当铺粉刮刀经过步骤2回程至步骤3的位置时，工控机接收到信号，第一预滤系统再次接入循环过滤系统。直到铺粉刮刀将足量的金属粉末涂覆到粉床表面，设备再次完成零件截面扫描时，第二预滤系统会再次进入循环过滤系统。如此周而复始的工作，在这样的状态下送粉系统每次供给的粉末量需要增大才能保证设备正常工作，对于第二预滤系统内的金属粉末最终会进入颗粒收集容器内，当容器内积累到一定的金属粉末量，可将容器内的金属粉末取出筛分、烘干后继续使用。
本发明保证粉床表面冷凝物杂质被带走，同时保证成形舱内的金属粉末不被带走，可改善激光选区熔化后的零件质量，获得更少缺陷的制件，从而提高零件的各方面的性能，如强度、韧性等。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种提高激光选区熔化成形零件质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：当铺粉刮刀在金属基板上涂覆一层金属粉末后，设备按照零件的截面形状完成当前层的打印，从铺粉开始至当前层打印结束，此段时间内设备的循环过滤系统在工控机的控制下处于第一预滤系统工作的状态；风道可将成形过程中的部分金属冷凝物和金属灰通过吸嘴吸入第一预滤系统而不至于将成形缸内未用到的金属粉末卷入第一预滤系统；
S2：当前层的零件截面扫描完成后，工控机会接收到信号，第二预滤系统开始接入循环过滤系统，此时铺粉刮刀不会立即回程，而是延迟2s给第二预滤系统充分的工作时间，即保持步骤1的位置2s；此时风道会将成形层表面剩余的全部金属冷凝物通过吸嘴吸入第二预滤系统，同时，会将粉末床表面层的未用金属粉末一起吸入吸嘴进入第二预滤系统，并且与金属冷凝物相比进入第二预滤系统金属粉末占比较大；
S3：当铺粉刮刀经过步骤2回程至步骤3的位置时，工控机接收到信号，第一预滤系统再次接入循环过滤系统；直到铺粉刮刀将足量的金属粉末涂覆到粉床表面，设备再次完成零件截面扫描时，第二预滤系统会再次进入循环过滤系统；如此周而复始的工作。
2.根据权利要求1所述的提高激光选区熔化成形零件质量的方法，其特征在于：所述S1中风机的压力值设置为0.6mbar。
3.根据权利要求1所述的提高激光选区熔化成形零件质量的方法，其特征在于：所述S2中第二预滤系统工作时风机的压力值设置为3mbar。
4.根据权利要求1所述的提高激光选区熔化成形零件质量的方法，其特征在于：所述循环过滤系统包括精滤系统、第一预滤系统、第二预滤系统、设备主机和软管，所述第一预滤系统通过软管与精滤系统及设备主机连接，所述第二预滤系统通过软管与精滤系统及设备主机连接，所述第一预滤系统与第二预滤系统并联，所述精滤系统通过软管与设备主机连接。
5.根据权利要求4所述的提高激光选区熔化成形零件质量的方法，其特征在于：所述设备主机的内部设有成形舱、吸嘴和吹嘴，所述吸嘴和吹嘴分别位于成形舱的两端。
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