CN112317761B - 一种slm成形线性梯度合金智能工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SLM成形线性梯度合金智能工艺，包括以下步骤：步骤1、确定成形平台的幅面尺寸，长度为a，宽度为b；步骤2，确定成形平台内梯度合金材料的分布区域及变化趋势；步骤3，设定因变量Y表示变化的一种参数类型，设定梯度合金加工工艺曲线方程Y＝K·f(xi，yj)；步骤4，将设定的梯度合金工艺方程输入到成形设备中执行，获得与梯度材料变化趋势一致的动态工艺参数；步骤1中因变量Y表示激光功率P或扫描速度V。本发明解决了目前现有工艺参数无法随坐标动态变化的问题，有益于制备梯度合金材料。

Description

一种SLM成形线性梯度合金智能工艺
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，更具体的说是涉及一种SLM成形线性梯度合金智能工艺。
背景技术
现阶段，使用3D打印技术制备梯度合金等高通量材料越来越受到科研工作者的青睐，但是由于现有3D打印工艺发展的限制，在成形过程中，激光功率和扫描速度均保持恒定不变，无法做到随成形坐标位置的变化而变化，因此使用目前的3D打印工艺制备梯度合金材料时，不同材料之间必须采用同一种工艺参数，这就导致工艺参数与制备材料之间出现不匹配的情况，也极大的限制了梯度合金材料开发与制备。
SLM：Selective laser melting(选择性激光熔化),是金属材料增材制造中的一种主要技术途径。该技术选用激光作为能量源，按照三维CAD切片模型中规划好的路径在金属粉末床层进行逐层扫描，扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果，最终获得模型所设计的金属零件。
SLM技术克服了传统技术制造具有复杂形状的金属零件带来的困扰。它能直接成型出近乎全致密且力学性能良好的金属零件。
因此，如何提供一种SLM成形线性梯度合金智能工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种SLM成形线性梯度合金智能工艺，以解决上述背景技术部分所记载的问题之一，使梯度合金等高通量材料的发开与制备不再受3D打印工艺参数使用的限制，在设备成形平台尺寸范围内，智能工艺中激光功率和扫描速度随X轴与Y轴坐标的变化而呈现线性变化，在成形梯度合金材料时不同材料之间可以适配不同的工艺参数，满足工艺要求。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种SLM成形线性梯度合金智能工艺，包括以下步骤：
步骤1、确定成形平台的幅面尺寸，长度为a，宽度为b；
步骤2，确定成形平台内梯度合金材料的分布区域及变化趋势；
步骤3，设定因变量Y表示变化的一种参数类型，设定梯度合金加工工艺曲线方程Y＝K·f(xi，yj)；
步骤4，将设定的梯度合金工艺方程输入到成形设备中执行，获得与梯度材料变化趋势一致的动态工艺参数。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供的一种SLM成形线性梯度合金智能工艺，利用与梯度合金变化趋势方向一致而设定工艺曲线获得与梯度合金相适配的工艺参数，解决了目前现有参数无法随坐标动态变化的问题，有益于制备梯度合金材料。
优选的，在上述一种SLM成形线性梯度合金智能工艺中，所述步骤1中因变量Y表示激光功率P或扫描速度V。
优选的，在上述一种SLM成形线性梯度合金智能工艺中，所述步骤1中K为线性因子。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种SLM成形线性梯度合金智能工艺流程图。
图2为本发明一种SLM成形线性梯度合金智能工艺成形设备幅面坐标示意图。
图3为本发明一种SLM成形线性梯度合金智能工艺梯度材料分布变化示意图。
图4为本发明一种SLM成形线性梯度合金智能工艺梯度工艺变化示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明公开了一种SLM成形线性梯度合金智能工艺，使梯度合金等高通量材料的发开与制备不再受3D打印工艺参数使用的限制，在设备成形平台尺寸范围内，智能工艺中激光功率和扫描速度随X轴与Y轴坐标的变化而呈现线性变化，在成形梯度合金材料时不同材料之间可以适配不同的工艺参数，满足工艺要求。
实施例1：
一种SLM成形线性梯度合金智能工艺，流程图如图1所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、确定成形平台1幅面尺寸及坐标，如图1所示，长度为a，宽度为b；
其中，a＝120，b＝120；
步骤2，确定成形平台1内梯度合金材料2的分布区域及变化趋势，如图2所示，左端为材料A，右端为材料B，沿X轴正方向，材料A逐渐减少，材料B逐渐增多。
步骤3，以因变量Y为激光功率，设定与材料A适配的激光功率为Pa，与材料B适配的激光功率为Pb，根据图2示意的梯度变化方向设定的梯度合金激光功率工艺方程为P＝((Pb-Pa)/120)xi+Pa。方程可根据工艺人员自定义。
步骤4，将设定的梯度合金激光功率工艺方程输入到成形设备中执行，得到设备输出的激光功率参数，将符合如图4所示的梯度变化，图4中用颜色深浅表示激光功率参数的变化趋势。
实施例2：
一种SLM成形线性梯度合金智能工艺，流程图如图1所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、确定成形平台1幅面尺寸及坐标，如图1所示，长度为a，宽度为b；
其中，a＝120，b＝120；
步骤2，确定成形平台1内梯度合金材料2的分布区域及变化趋势，如图2所示，左端为材料A，右端为材料B，沿X轴正方向，材料A逐渐减少，材料B逐渐增多。
步骤3，设定因变量Y为扫描速度，设定与材料A适配的扫描速度为Va，与材料B适配的扫描速度为Vb，根据图2示意的梯度变化方向设定的梯度合金扫描速度工艺方程为V＝((Vb-Va)/120)xi+Va。方程可根据工艺人员自定义。
步骤4，将设定的梯度合金扫描速工艺方程输入到成形设备中执行，得到设备输出的扫描速度参数将符合如图4所示的梯度变化，图4中用颜色深浅表示扫描速度参数的变化趋势。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种SLM成形线性梯度合金智能工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，确定成形平台(1)的幅面尺寸及坐标，长度为a，宽度为b，a＝120，b＝120；
步骤2，确定成形平台(1)内梯度合金材料(2)的分布区域及变化趋势，长度方向为X轴方向，左端为材料A，右端为材料B，沿X轴正方向，材料A逐渐减少，材料B逐渐增多；
步骤3，设定与材料A适配的激光功率为Pa，与材料B适配的激光功率为Pb，根据材料A和材料B梯度变化设定梯度合金激光功率工艺方程为P＝((Pb-Pa)/120)xi+Pa，其中xi对应x轴的坐标；或设定与材料A适配的扫描速度为Va，与材料B适配的扫描速度为Vb，根据材料A和材料B梯度变化设定梯度合金扫描速度工艺方程为V＝((Vb-Va)/120)xi+Va，其中xi对应x轴的坐标；
步骤4，将设定的梯度合金工艺方程输入到成形设备中执行，获得与梯度材料变化趋势一致的动态工艺参数。
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