CN113560598A - 一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法 - Google Patents

一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113560598A
CN113560598A CN202110736020.5A CN202110736020A CN113560598A CN 113560598 A CN113560598 A CN 113560598A CN 202110736020 A CN202110736020 A CN 202110736020A CN 113560598 A CN113560598 A CN 113560598A
Authority
CN
China
Prior art keywords
selective laser
laser melting
dimensional model
forming
melting forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110736020.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113560598B (zh
Inventor
李护林
杨欢庆
李典
白静
彭东剑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Aerospace Engine Co Ltd
Original Assignee
Xian Aerospace Engine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Aerospace Engine Co Ltd filed Critical Xian Aerospace Engine Co Ltd
Priority to CN202110736020.5A priority Critical patent/CN113560598B/zh
Publication of CN113560598A publication Critical patent/CN113560598A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113560598B publication Critical patent/CN113560598B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/80—Data acquisition or data processing
    • B22F10/85—Data acquisition or data processing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/10—Auxiliary heating means
    • B22F12/13—Auxiliary heating means to preheat the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/10—Auxiliary heating means
    • B22F12/17—Auxiliary heating means to heat the build chamber or platform
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/30—Platforms or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明提供了一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法，包括如下步骤：步骤1，对成形产品的三维模型进行余量设计；步骤2，对余量设计后的三维模型进行支撑添加；步骤3，准备激光选区熔化设备并进行预热；步骤4，对待成形零件进行激光选区熔化成形；步骤5，对成形零件进行后续清洁、机加工处理，得到所需的产品。本发明通过三维模型余量设计、添加复合支撑、施加成形预热、降低能量输入及优化扫描策略等措施，对成形过程中的温度梯度、应力应变等影响产品成形质量、尺寸精度、变形开裂的因素进行控制，获得高精度的激光选区熔化制件。

Description

一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法
技术领域
本发明属于增材制造技术领域，特别涉及一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法。
背景技术
激光选区熔化成形技术是目前应用最广泛的增材制造技术之一。因其“分层切片、逐层堆积”的成形原理，使得所成形零件能不受复杂结构限制，真正实现产品的一体化制造。同时还具有制造周期短、材料利用率高、综合性能强等诸多优点，在航空航天、生物医疗、模具制造、能源重工等诸多领域得到了广泛的应用。
由于激光选区熔化成形过程本身的特点，高能激光束作为热源加工，粉末在极短的时间内经历快热熔化和快冷成形，极高的冷却速率导致扫描区域产生了较大的温度梯度，引起较大的热应力。现有技术在成形幅面尺寸大于250mm*250mm的产品时，温度场不均匀冷却引起的应力应变将更为显著，残余应力的存在影响大尺寸零件的尺寸精度，降低产品的屈服强度、疲劳强度和耐腐蚀性能，严重时会导致产品发生翘曲变形甚至开裂。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法，克服现有技术的不足，解决激光选区熔化成形大尺寸零件过程中，由于能量密度输入高与温度梯度大导致热应力累积，使得产品的尺寸精度、屈服强度、疲劳强度、耐腐蚀性能降低及发生翘曲变形、开裂等问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法，包括：
步骤1，对成形产品的三维模型进行余量设计；
步骤2，对余量设计后的三维模型进行支撑添加；
步骤3，准备激光选区熔化设备并进行预热；
步骤4，对待成形零件进行激光选区熔化成形；
步骤5，对成形零件进行后续清洁、机加工处理，得到所需的产品。
根据本发明提供的一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法，具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法，通过三维模型设计，平滑模型棱边过渡，强化大尺寸零件与基板间的连接，减小产品上结构薄弱点的应力集中，同时强化对外轮廓易翘曲变形部位的控制，减小应力应变，保持成形过程中的应力平衡；
(2)本发明提供的一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法，通过支撑设计，网格支撑具有良好的导热性，增强成形过程中温度传递；内部柱支撑提供强度，承接下一层粉末，保证熔池不发生塌陷；外轮廓支撑强化对边缘易翘曲变形部位的控制。总之，所添加复合支撑减少了大尺寸零件在打印过程中由于受热及冷却产生的应力收缩，保持成形产品的应力平衡；在具有足够强度的同时留有镂空，利于清粉和后续打磨去除；
(3)本发明提供的一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法，通过设备预热技术，降低了产品成形过程中的冷却温度梯度，提高了成形过程中温度场均匀性，减小应力应变，抑制产品变形，减少熔池塌陷，提高尺寸精度；
(4)本发明提供的一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法，在保证成形产品性能的前提下，通过降低能量密度输入，优化成形相位角，改善熔池质量，降低成形过程温度梯度，提高成形质量并减小变形。
附图说明
图1为三维模型外表面法向余量设计示意；
图2为三维模型外轮廓薄壁余量示意；
图3为三维模型通道类结构薄板余量示意图；
图4为三维模型支撑设计示意图；
图5为图4中支撑部位的截面图。
具体实施方式
下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本发明提供了一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法，包括如下步骤：
步骤1，确定三维模型的成形摆放方向，对成形产品的三维模型进行余量设计。
在一种优选的实施方式中，如图1所示，所述对成形产品的三维模型进行余量设计包括：在所述三维模型外表面沿法向均添加2-3mm余量，三维模型与基板接触位置添加R3-R4倒圆角，增强基板对成形产品的变形约束，三维模型上的所有棱边添加＜R3倒圆角，减少边角处的应力集中。
在一种优选的实施方式中，如图2所示，所述对成形产品的三维模型进行余量设计包括：沿三维模型外轮廓随形设计厚度为2-3mm的薄壁作为余量，增强对产品边缘部分的翘曲变形控制。进一步地，所述薄壁及三维模型下表面拉平至基板，与基板接触处添加R3.5-R4倒圆角。薄壁上每隔8-10mm设置Φ2-3mm通孔，以便于成形后续的粉末清理工作。
在一种优选的实施方式中，如图3所示，所述对成形产品的三维模型进行余量设计包括：判断三维模型上通道类结构的各端口轴向方向与成形方向的夹角是否大于45°，若端口轴向方向与成形方向的夹角大于45°，在该端口处添加厚度0.8-1mm薄板作为余量，提高其结构强度，增强收缩变形控制。薄板上每隔8-10mm设置Φ2-3mm通孔，以便于成形后续的粉末清理工作。
在图2和图3中，对薄壁或薄板上通孔分布进行设计，若通孔太小或太疏，则粉末难以清理出产品；若通孔太大或太密，则产品成形时通孔部位容易发生掉渣，塌陷等问题，难以成形。经过试验研究，确定薄壁或薄板上每隔8-10mm设置Φ2-3mm通孔。
步骤2，对余量设计后的三维模型进行支撑添加。
在一种优选的实施方式中，在悬垂面夹角小于40°的产品结构面上添加支撑，如图4和图5所示，所添加的支撑包括以下四种：
a.大网格支撑。网格尺寸3-4mm*3-4mm，旋转角度15-20°，设置边界并采取菱形镂空；
b.小网格支撑。网格尺寸0.6-0.8mm*0.6-0.8mm，旋转角度45-50°，不设置边界，添加5-6mm*5-6mm区域切割；
所述大网格支撑和小网格支撑均布在结构的支撑面上；
网格支撑能有效传导激光熔化粉末时产生的热量，抑制成形过程中由于快热及快冷产生的应力收缩。
c.内部柱支撑。柱直径0.8-1mm，柱间距2-3mm*2-3mm，均布于外轮廓支撑内部结构的支撑面上；
内部柱支撑提供支撑强度，防止激光扫描粉末时产生塌陷，确保上方零件部分的稳固成形。内部柱支撑同样起到传递成形热量，抑制应力收缩的作用。
d.外轮廓支撑。轮廓厚度1-1.2mm，单个支撑单元宽度1.5-2mm，支撑单元间隔1.5-2mm，沿支撑面的外轮廓分布。添加外轮廓支撑以增强对每一支撑面边缘部位的翘曲变形控制。
步骤3，准备激光选区熔化设备并进行预热。
具体地，包括如下步骤：
(1)准备激光选区熔化成形设备；
(2)安装激光选区熔化成形设备的刮刀与基材并检查激光选区熔化成形设备状况；
(3)对激光选区熔化成形设备进行洗气，待激光选区熔化成形设备的成形舱内氧含量降至预设水平后，开启加热板进行预热，使成形舱达到预设温度；优选地，所述成形舱内预设水平的氧含量低于500ppm。所述成形舱的预设温度为150-200℃。
(4)在基板上铺设一层粉末，当铺设的粉末达到预设温度后完成设备的准备和预热。
步骤4，对待成形零件进行激光选区熔化成形，包括：将包含支撑的三维模型进行位置摆放、参数设置、剖分处理，将切片文件输出至激光选区熔化成形设备，然后按设定的工艺参数进行激光选区熔化成形，直至成形出完整的零件。
产品结构工艺参数采用较大能量输入，保证产品的高致密度，高力学性能。具体包括：激光功率280-350W，扫描间距0.1-0.15mm，扫描速率950-1250m/s，层厚为40-60μm；
大、小网格支撑工艺参数采用较小能量输入，减少热应力累积以控制变形，降低强度以便后续去除。其中，大、小网格支撑工艺参数包括：激光功率120-200W，扫描速率600-1200m/s，层厚80-120μm；
外轮廓支撑及内部柱支撑工艺参数包括：激光功率180-220W，扫描速度900-1200m/s，层厚40-60μm。
激光选区熔化成形时，激光扫描方向每层偏转67°，当偏转后的扫描方向落在与成形吹风方向夹角±18°以内时再次偏转67°。当激光扫描方向与成形吹风方向夹角在±18°以内时，成形将产生大量黑烟及颗粒物，影响成形质量，°使激光扫描方向跳过该范围，有效降低大量黑烟及颗粒物的产生，提高了成形质量。
步骤5，对成形零件进行后续清洁、机加工处理，包括：成形结束后，待设备冷却，取出产品，然后进行清粉、退火、切除基板、去支撑等操作，即得到所需要的产品。
实施例
实施例1大尺寸钛合金一级泵叶轮的激光选区熔化成形
1.设计产品三维模型并进行余量设计。
在本申请实施所提供的方案中，一级泵叶轮尺寸Φ356mm*120.5mm。沿一级泵叶轮弧盖板和平盖板外表面法向添加2mm余量(图1)，对三维模型下表面整体拉平处理，一级泵叶轮与基板接触处添加R3倒圆角，三维模型上的所有棱边添加R1倒圆角。沿平盖板下表面外轮廓添加厚度为2mm的环状薄壁(图2)，薄壁拉平至基板，与基板接触处添加R3.5倒圆角。一级泵叶轮出口处添加厚0.8mm薄板封口，薄板上每隔8mm设置Φ2通孔(图3)。
2.对余量设计后的三维模型添加支撑。
在本申请实施所提供的方案中，对下表面及内部叶片上悬垂面夹角小于45°的结构添加支撑，各相关结构的支撑面均添加以下四种支撑(图4、图5)：
a.大网格支撑。网格尺寸3mm*3mm，旋转角度15°，设置边界并采取菱形镂空；
b.小网格支撑。网格尺寸0.6mm*0.6mm，旋转角度45°，不设置边界，添加5mm*5mm区域切割；大网格支撑和小网格支撑均布在结构的支撑面上；
c.内部柱支撑。柱直径0.8mm，柱间距2mm*2mm，均布于外轮廓支撑内部结构的支撑面上；
d.外轮廓支撑。轮廓厚度1mm，单个支撑单元宽度1.5mm，支撑单元间隔2mm，沿支撑面的外轮廓分布。
步骤3，准备激光选区熔化设备并进行预热；
在本申请实施例所提供的方案中，准备激光选区熔化成形设备，安装好刮刀与基材并检查设备状况，随后开始洗气，待成形舱氧含量低于500ppm后，开启加热板进行预热使成形舱内温度达到150℃。随后在基板上平台上铺设一层40μm的粉末，待铺设的粉末也达到预热温度后即可开始成形过程。
步骤4，对待成形零件进行激光选区熔化成形；
在本申请实施例所提供的方案中，对待成形产品进行模型修改、余量添加、支撑添加、位置摆放选择、参数设置及模型剖分等操作，并输出相应的工艺文件，然后将处理好的工艺文件导入激光选区熔化成形设备；设定产品工艺参数为激光功率280W，扫描间距0.105mm，扫描速率1250m/s，层厚为40μm；设定大、小网格支撑工艺参数为激光功率200W，扫描速率1200m/s，层厚80μm；外轮廓支撑及内部柱支撑工艺参数为激光功率220W，扫描速度1200m/s，层厚40μm。
设定激光扫描方向每层偏转67°。当偏转后的扫描方向落在与成形吹风方向夹角±18°以内时再次偏转67°。进行零件的激光选区熔化成形，直至成形出完整的零件。
步骤5，对成形零件进行后续处理。
在本申请实施例所提供的方案中，成形结束后，待设备冷却，取出产品，然后进行清粉、退火、切除基板、去支撑等操作，即得到所需要的零件。
通过本发明方法成形的一级泵叶轮，产品尺寸精度符合GB/T 6414-2017DCTG5要求；屈服强度Rm≥900MPa，抗拉强度Rp0.2≥950MPa，延伸率A≥12％，超过同种材料锻件力学性能标准。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，对成形产品的三维模型进行余量设计；
步骤2，对余量设计后的三维模型进行支撑添加；
步骤3，准备激光选区熔化设备并进行预热；
步骤4，对待成形零件进行激光选区熔化成形；
步骤5，对成形零件进行后续清洁、机加工处理，得到所需的产品。
2.根据权利要求1所述的大尺寸零件激光选区熔化成形方法，其特征在于，步骤1中，所述对成形产品的三维模型进行余量设计包括：在所述三维模型外表面沿法向均添加2-3mm余量，三维模型与基板接触位置添加R3-R4倒圆角，优选将所述三维模型下表面拉平至基板，与基板接触处添加R3.5-R4倒圆角。
3.根据权利要求1所述的大尺寸零件激光选区熔化成形方法，其特征在于，步骤1中，所述对成形产品的三维模型进行余量设计包括：沿三维模型外轮廓随形设计厚度为2-3mm的薄壁作为余量，优选将所述薄壁拉平至基板，与基板接触处添加R3.5-R4倒圆角，更优选薄壁上每隔8-10mm设置Φ2-3mm通孔。
4.根据权利要求1所述的大尺寸零件激光选区熔化成形方法，其特征在于，步骤1中，所述对成形产品的三维模型进行余量设计包括：判断三维模型上通道类结构的各端口轴向方向与成形方向的夹角是否大于45°，若端口轴向方向与成形方向的夹角大于45°，在该端口处添加厚度0.8-1mm薄板作为余量，优选薄板上每隔8-10mm设置Φ2-3mm通孔。
5.根据权利要求1所述的大尺寸零件激光选区熔化成形方法，其特征在于，步骤2中，在悬垂面夹角小于40°的产品结构面上添加支撑，所添加的支撑包括以下四种：
大网格支撑：网格尺寸3-4mm*3-4mm，旋转角度15-20°，设置边界并采取菱形镂空，均布在结构的支撑面上；
小网格支撑：网格尺寸0.6-0.8mm*0.6-0.8mm，旋转角度45-50°，不设置边界，添加5-6mm*5-6mm区域切割，均布在结构的支撑面上；
内部柱支撑：柱直径0.8-1mm，柱间距2-3mm*2-3mm，均布于外轮廓支撑内部结构的支撑面上；
外轮廓支撑：轮廓厚度1-1.2mm，单个支撑单元宽度1.5-2mm，支撑单元间隔1.5-2mm，沿支撑面的外轮廓分布。
6.根据权利要求1所述的大尺寸零件激光选区熔化成形方法，其特征在于，步骤3中，所述准备激光选区熔化设备并进行预热，包括如下步骤：
准备激光选区熔化成形设备；
安装激光选区熔化成形设备的刮刀与基材并检查激光选区熔化成形设备状况；
对激光选区熔化成形设备进行洗气，待激光选区熔化成形设备的成形舱内氧含量降至预设水平后，开启加热板进行预热，使成形舱达到预设温度；
在基板上铺设一层粉末，当铺设的粉末达到预设温度后完成设备的准备和预热。
7.根据权利要求6所述的大尺寸零件激光选区熔化成形方法，其特征在于，所述成形舱内预设水平的氧含量低于500ppm；和/或
所述成形舱的预设温度为150-200℃。
8.根据权利要求1所述的大尺寸零件激光选区熔化成形方法，其特征在于，步骤4中，所述对待成形零件进行激光选区熔化成形，包括：将包含支撑的三维模型进行位置摆放、参数设置、剖分处理，将切片文件输出至激光选区熔化成形设备，然后按设定的工艺参数进行激光选区熔化成形，直至成形出完整的零件。
9.根据权利要求8所述的大尺寸零件激光选区熔化成形方法，其特征在于，步骤4中，所述参数设置包括：
产品结构工艺参数设置，包括：激光功率280-350W，扫描间距0.1-0.15mm，扫描速率950-1250m/s，层厚为40-60μm；和/或
大、小网格支撑工艺参数设置，包括：激光功率120-200W，扫描速率600-1200m/s，层厚80-120μm；和/或
外轮廓支撑及内部柱支撑工艺参数设置，包括：激光功率180-220W，扫描速度900-1200m/s，层厚40-60μm。
10.根据权利要求8所述的大尺寸零件激光选区熔化成形方法，其特征在于，所述按设定的工艺参数进行激光选区熔化成形时，激光扫描方向每层偏转67°，当偏转后的扫描方向落在与成形吹风方向夹角±18°以内时再次偏转67°。
CN202110736020.5A 2021-06-30 2021-06-30 一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法 Active CN113560598B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110736020.5A CN113560598B (zh) 2021-06-30 2021-06-30 一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110736020.5A CN113560598B (zh) 2021-06-30 2021-06-30 一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113560598A true CN113560598A (zh) 2021-10-29
CN113560598B CN113560598B (zh) 2023-09-29

Family

ID=78163119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110736020.5A Active CN113560598B (zh) 2021-06-30 2021-06-30 一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113560598B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113976914A (zh) * 2021-11-14 2022-01-28 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 基于一种舵面仿生结构的激光选区熔化成形工艺
CN114082980A (zh) * 2021-11-23 2022-02-25 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种3d打印铝合金薄壁零件工艺方法
CN114309651A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种异型悬垂内流道结构件slm成形方法
CN114433877A (zh) * 2022-01-17 2022-05-06 鑫精合激光科技发展（北京）有限公司 一种零件成形方法、终端设备及激光选区熔化成形系统
CN114669751A (zh) * 2022-04-14 2022-06-28 中南大学 一种增材制造用无裂纹镍钛铜合金的制备方法
CN114682799A (zh) * 2022-03-18 2022-07-01 成都飞机工业（集团）有限责任公司 选区熔化成形轻量化支撑设计方法、存储介质和电子设备
CN114713847A (zh) * 2022-01-13 2022-07-08 南京晨光集团有限责任公司 一种基于残余应力释放的大尺寸结构件激光增材制造方法
CN115213645A (zh) * 2022-08-15 2022-10-21 贵州永红航空机械有限责任公司 一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法
CN115430844A (zh) * 2022-11-09 2022-12-06 四川工程职业技术学院 一种变层厚金属零件激光选区熔化成形方法
CN115740501A (zh) * 2022-12-14 2023-03-07 南京中科神光科技有限公司 一种消除大幅面结构件成形裂纹的激光增材制造方法
CN115889810A (zh) * 2022-10-28 2023-04-04 首都航天机械有限公司 一种薄壁密排流道构件激光选区熔化成形变形控制技术
CN116197409A (zh) * 2023-02-22 2023-06-02 深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司 用于3d打印零件的加工方法及3d打印零件

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016173062A1 (zh) * 2015-04-30 2016-11-03 北京敏速自动控制设备有限公司 面向三维打印的三维模型处理方法及装置
US20180142894A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Ansaldo Energia Switzerland AG Nested article by additive manufacturing with non-removable internal supporting structure
CN108247050A (zh) * 2017-12-25 2018-07-06 西安航天发动机有限公司 一种大尺寸承力常平环整体制造方法
CN208528086U (zh) * 2018-05-31 2019-02-22 沈阳精合数控科技开发有限公司 一种一体成型的具有串联结构的微型环状零件
CN110064757A (zh) * 2019-04-30 2019-07-30 上海航天设备制造总厂有限公司 一种用于激光选区熔化成形悬空面结构
CN110974490A (zh) * 2019-11-28 2020-04-10 佛山市逸合生物科技有限公司 一种具有骨缺损修复功能的个性化髋臼杯制作方法
CN111036901A (zh) * 2019-12-10 2020-04-21 西安航天发动机有限公司 一种多材料零件的激光选区熔化成形方法
CN111266574A (zh) * 2019-12-11 2020-06-12 西安航天发动机有限公司 一种航天发动机针栓式头部夹层壳体的整体制造方法
CN112139494A (zh) * 2020-06-28 2020-12-29 西安航天发动机有限公司 一种高精度、无支撑的激光选区熔化成形方法
CN112846229A (zh) * 2021-01-04 2021-05-28 西安航天发动机有限公司 一种大尺寸夹层直槽环状构件激光增减材制造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016173062A1 (zh) * 2015-04-30 2016-11-03 北京敏速自动控制设备有限公司 面向三维打印的三维模型处理方法及装置
US20180142894A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-24 Ansaldo Energia Switzerland AG Nested article by additive manufacturing with non-removable internal supporting structure
CN108247050A (zh) * 2017-12-25 2018-07-06 西安航天发动机有限公司 一种大尺寸承力常平环整体制造方法
CN208528086U (zh) * 2018-05-31 2019-02-22 沈阳精合数控科技开发有限公司 一种一体成型的具有串联结构的微型环状零件
CN110064757A (zh) * 2019-04-30 2019-07-30 上海航天设备制造总厂有限公司 一种用于激光选区熔化成形悬空面结构
CN110974490A (zh) * 2019-11-28 2020-04-10 佛山市逸合生物科技有限公司 一种具有骨缺损修复功能的个性化髋臼杯制作方法
CN111036901A (zh) * 2019-12-10 2020-04-21 西安航天发动机有限公司 一种多材料零件的激光选区熔化成形方法
CN111266574A (zh) * 2019-12-11 2020-06-12 西安航天发动机有限公司 一种航天发动机针栓式头部夹层壳体的整体制造方法
CN112139494A (zh) * 2020-06-28 2020-12-29 西安航天发动机有限公司 一种高精度、无支撑的激光选区熔化成形方法
CN112846229A (zh) * 2021-01-04 2021-05-28 西安航天发动机有限公司 一种大尺寸夹层直槽环状构件激光增减材制造方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113976914A (zh) * 2021-11-14 2022-01-28 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 基于一种舵面仿生结构的激光选区熔化成形工艺
CN113976914B (zh) * 2021-11-14 2023-09-08 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 基于一种舵面仿生结构的激光选区熔化成形工艺
CN114082980A (zh) * 2021-11-23 2022-02-25 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种3d打印铝合金薄壁零件工艺方法
CN114082980B (zh) * 2021-11-23 2023-10-31 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种3d打印铝合金薄壁零件工艺方法
CN114309651A (zh) * 2021-12-31 2022-04-12 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种异型悬垂内流道结构件slm成形方法
CN114309651B (zh) * 2021-12-31 2023-04-18 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种异型悬垂内流道结构件slm成形方法
CN114713847A (zh) * 2022-01-13 2022-07-08 南京晨光集团有限责任公司 一种基于残余应力释放的大尺寸结构件激光增材制造方法
CN114433877A (zh) * 2022-01-17 2022-05-06 鑫精合激光科技发展（北京）有限公司 一种零件成形方法、终端设备及激光选区熔化成形系统
CN114682799A (zh) * 2022-03-18 2022-07-01 成都飞机工业（集团）有限责任公司 选区熔化成形轻量化支撑设计方法、存储介质和电子设备
CN114669751B (zh) * 2022-04-14 2023-02-28 中南大学 一种增材制造用无裂纹镍钛铜合金的制备方法
CN114669751A (zh) * 2022-04-14 2022-06-28 中南大学 一种增材制造用无裂纹镍钛铜合金的制备方法
CN115213645A (zh) * 2022-08-15 2022-10-21 贵州永红航空机械有限责任公司 一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法
CN115213645B (zh) * 2022-08-15 2024-03-29 贵州永红航空机械有限责任公司 一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法
CN115889810A (zh) * 2022-10-28 2023-04-04 首都航天机械有限公司 一种薄壁密排流道构件激光选区熔化成形变形控制技术
CN115430844A (zh) * 2022-11-09 2022-12-06 四川工程职业技术学院 一种变层厚金属零件激光选区熔化成形方法
CN115430844B (zh) * 2022-11-09 2023-04-07 四川工程职业技术学院 一种变层厚金属零件激光选区熔化成形方法
CN115740501A (zh) * 2022-12-14 2023-03-07 南京中科神光科技有限公司 一种消除大幅面结构件成形裂纹的激光增材制造方法
CN116197409A (zh) * 2023-02-22 2023-06-02 深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司 用于3d打印零件的加工方法及3d打印零件

Also Published As

Publication number Publication date
CN113560598B (zh) 2023-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113560598A (zh) 一种大尺寸零件激光选区熔化成形方法
CN103920877B (zh) 一种slm制造金属零件易去除支撑结构设计方法
CN104084584B (zh) 用于高温合金结构件快速成型的激光扫描方法
CN109807329B (zh) 一种大功率激光选区熔化3d打印高铁制动盘的方法
CN113351885B (zh) 高能束扫描路径规划方法、增材制造方法及装置
Shi et al. Electric hot incremental forming of low carbon steel sheet: accuracy improvement
CN111318701A (zh) 薄壁异形金属构件增材制造过程残余应力控制方法
WO2023236394A1 (zh) 一种提升增材制造零件表面质量的方法及增材制造设备
CN114406288B (zh) 一种粉床分级预热的控制方法及增材制造装置
CN211304779U (zh) 激光选区熔化成形多层薄壁件、支撑件以及成形中间体
CN114131048B (zh) 一种选区激光熔化成形环状零件的设计方法和装置
CN113319292B (zh) 基于激光选区熔化成形的钽钨合金制备工艺及钽钨合金
CN109277675B (zh) 基于等离子熔丝增材的高强度ta18钛合金构件制备方法
CN113732305A (zh) 一种减少基材-增材体界面残余应力的方法
CN114135399B (zh) 一种复杂薄壁结构挡溅盘及其激光选区熔化成形工艺
CN116422903A (zh) 一种航空发动机涡轮导向器激光选区熔化制造方法
CN110625114A (zh) 一种用于同轴送粉的激光扫描方法
CN101722259A (zh) 一种飞机用tc11钛合金模锻支架的制造方法
CN111922343B (zh) 一种采用球形钨粉制备CuW60-CuW90材料的方法
CN112548105B (zh) 一种薄壁不锈钢管激光沉积制造316薄片的方法
CN114406286B (zh) 一种slm无支撑成形高温合金截面突变结构的成形方法
CN117773152A (zh) 激光选区熔化多环多腔薄壁复杂结构零件细节优化设计方法
RU2790493C1 (ru) Способ изготовления заготовок послойным лазерным сплавлением металлических порошков сплавов на основе титана
CN116145133B (zh) 一种镍基单晶高温合金激光外延生长方法
Zhouzhi et al. Improvement of electrochemical trepanning by using a pictographic insulation sleeve

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant