Claims (22)
1. Способ изготовления металлического изделия из порошкового материала путем цикличного лазерного послойного синтеза, включающий следующую последовательность формирования слоев за цикл: нанесение слоя первого порошкового материала и его селективное спекание на заданных участках слоя, удаление первого порошкового материала из неспеченных участков, нанесение, в пространство между спеченными участками слоя первого порошкового материала, слоя второго порошкового материала той же толщины и его селективное спекание на этих участках, повторение указанных циклов до осуществления полного формирования изделия, отличающийся тем, что в качестве первого порошкового материала используется керамика, образующая, при спекании, оболочку формируемого изделия, а в качестве второго порошкового материала используется порошок из металла или сплава формируемого изделия, причем после каждого спекания слоя металла или сплава производят его расплавление и/или расплавление всего его объема, а после полного формирования изделия и кристаллизации расплавленного металла или сплава производят удаление керамики.1. A method of manufacturing a metal product from a powder material by cyclic laser layer-by-layer synthesis, comprising the following sequence of layer formation per cycle: applying a layer of the first powder material and its selective sintering at predetermined sections of the layer, removing the first powder material from unsintered sections, applying, into the space between sintered sections of the layer of the first powder material, a layer of the second powder material of the same thickness and its selective sintering in these areas, irrigation of the indicated cycles until the product is completely formed, characterized in that ceramic is used as the first powder material, which forms, during sintering, the shell of the product being formed, and as the second powder material, metal or alloy powder of the product being formed is used, and after each sintering of the layer metal or alloy melt and / or melt its entire volume, and after complete formation of the product and crystallization of the molten metal or alloy, it is produced ny removing ceramic.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что послойный синтез осуществляют в вакууме или защитной среде и/или в магнитном и/или электрическом и/или ультразвуковом полях.2. The method according to claim 1, characterized in that the layer-by-layer synthesis is carried out in a vacuum or protective medium and / or in magnetic and / or electric and / or ultrasonic fields.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют магнитное поле с индукцией до 0,2 Тл, электрическое поле напряженностью до 300 кВ/м, и ультразвуковое поле с частотой 15-25 кГц.3. The method according to claim 2, characterized in that they use a magnetic field with induction up to 0.2 T, an electric field with a voltage of up to 300 kV / m, and an ultrasonic field with a frequency of 15-25 kHz.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплавление металла или сплава производят лучом лазера и/или электронно-лучевым методом и/или индукционным методом.4. The method according to claim 1, characterized in that the molten metal or alloy is produced by a laser beam and / or electron beam method and / or induction method.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что расплавление металла или сплава производят лучом лазера и/или электронно-лучевым методом и/или индукционным методом.5. The method according to claim 2, characterized in that the molten metal or alloy is produced by a laser beam and / or electron beam method and / or induction method.
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что после кристаллизации расплавленного металла или сплава, до удаления керамики производят индукционный переплав с последующей повторной кристаллизацией.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that after crystallization of the molten metal or alloy, induction remelting is carried out before ceramic removal, followed by recrystallization.
7. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что кристаллизацию расплавленного металла или сплава проводят методом направленной кристаллизации или монокристаллизации.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the crystallization of the molten metal or alloy is carried out by the method of directed crystallization or monocrystallization.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что после индукционного переплава повторную кристаллизацию расплавленного металла или сплава проводят методом направленной кристаллизации или монокристаллизации.8. The method according to claim 6, characterized in that after induction remelting, the recrystallization of the molten metal or alloy is carried out by the method of directed crystallization or monocrystallization.
9. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что после кристаллизации расплавленного металла или сплава проводят термообработку изделия.9. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that after crystallization of the molten metal or alloy, the product is heat treated.
10. Способ по п.6, отличающийся тем, что после повторной кристаллизации расплавленного металла или сплава проводят термообработку изделия.10. The method according to claim 6, characterized in that after repeated crystallization of the molten metal or alloy, the product is heat treated.
11. Способ по п.7, отличающийся тем, что после кристаллизации расплавленного металла или сплава проводят термообработку изделия.11. The method according to claim 7, characterized in that after crystallization of the molten metal or alloy conduct heat treatment of the product.
12. Способ по п.8, отличающийся тем, что после повторной кристаллизации расплавленного металла или сплава проводят термообработку изделия.12. The method according to claim 8, characterized in that after repeated crystallization of the molten metal or alloy, the product is heat treated.
13. Способ по любому из п.п.1-5, отличающийся тем, что после кристаллизации расплавленного металла или сплава проводят его упрочняющую электроимпульсную обработку, причем электроимпульсную обработку проводят при плотности электрического тока от 10 МА/m2 до 200 МА/m2.13. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that after crystallization of the molten metal or alloy, it is strengthened by electropulse treatment, and the electropulse treatment is carried out at an electric current density of 10 MA / m 2 to 200 MA / m 2 .
14. Способ по п.9, отличающийся тем, что после термообработки изделия проводят его упрочняющую электроимпульсную обработку, причем электроимпульсную обработку проводят при плотности электрического тока от 10 МА/m2 до 200 МА/m2.14. The method according to claim 9, characterized in that after the heat treatment of the product, it is strengthened by electropulse treatment, and the electropulse treatment is carried out at an electric current density of 10 MA / m 2 to 200 MA / m 2 .
15. Способ по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что после термообработки изделия проводят его упрочняющую электроимпульсную обработку, причем электроимпульсную обработку проводят при плотности электрического тока от 10 МА/m2 до 200 МА/m2.15. The method according to any one of claims 10-12, characterized in that after heat treatment of the product, it is strengthened by electric pulse treatment, and the electric pulse treatment is carried out at an electric current density of 10 MA / m 2 to 200 MA / m 2 .
16. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что, используют поршень рабочего бункера со спекаемыми слоями, который, после спекания слоя первого порошкового материала перемещают вверх на толщину этого слоя, производят удаление первого порошкового материала из неспеченных участков, а нанесение слоя второго порошкового материала производят после возвращения поршня в прежнее положение.16. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a piston of the working hopper with sintered layers is used, which, after sintering the layer of the first powder material is moved upward by the thickness of this layer, the first powder material is removed from the green sections, and applying a layer of the second powder material is carried out after the piston returns to its previous position.
17. Установка для изготовления металлического изделия из порошкового материала, содержащая рабочую камеру с входным окном, лазер, оптически связанный с системой сканирования и фокусировки луча, рабочий бункер с поршнем, выполненный с возможностью перемещения слоя порошка и спекаемого материала в вертикальном направлении, бункер-питатель, каретку засыпки и укладки порошка, роллером очистки, выполненным с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном направлению движения каретки засыпки и укладки порошка, отличающееся тем, что она содержит дополнительную рабочую камеру, также оснащенную входным окном, лазером, оптически связанным с системой сканирования и фокусировки луча, рабочим бункером с поршнем, выполненный с возможностью перемещения слоя порошка и спекаемого материала в вертикальном направлении, бункер-питателем, кареткой засыпки и укладки порошка, роллером очистки, выполненным с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном направлению движения каретки засыпки и укладки порошка, причем, рабочая камера и дополнительная рабочая камера снабжены общим рабочим столом в котором установлены упомянутые рабочие бункеры с поршнями, при этом общий рабочий стол выполнен с возможностью перемещения рабочих бункеров с поршнями в процессе формирования детали из рабочей камеры в дополнительную рабочую камеру и обратно.17. Installation for the manufacture of metal products from powder material, containing a working chamber with an inlet window, a laser optically coupled to a scanning and beam focusing system, a working hopper with a piston configured to move the powder layer and sintered material in the vertical direction, a hopper feeder , a carriage for backfilling and stacking powder, a cleaning roller configured to move in a direction perpendicular to the direction of movement of the carriage for backfilling and stacking powder, characterized in that о it contains an additional working chamber, also equipped with an inlet window, a laser optically connected to the scanning and beam focusing system, a working hopper with a piston, which is capable of moving the layer of powder and sintered material in the vertical direction, a hopper feeder, a carriage for backfilling and powder packing cleaning roller configured to move in a direction perpendicular to the direction of movement of the carriage backfill and laying powder, moreover, the working chamber and the additional working chamber bzheny common working set table wherein said hoppers working pistons, the total desktop movable hoppers working pistons in forming parts from the working chamber into the additional working chamber and back.
18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что рабочая камера и дополнительная рабочая камера расположены внутри общей камеры, обеспечивающей их герметизацию от внешней среды и снабженную системой вакуумирования и системой напуска защитных газов.18. Installation according to claim 17, characterized in that the working chamber and the additional working chamber are located inside a common chamber, ensuring their sealing from the external environment and equipped with a vacuum system and a protective gas inlet system.
19. Установка по п.17, отличающаяся тем, что рабочие бункеры с поршнями выполнены из диэлектрических теплостойких материалов и снабжены индукторами для нагрева изготавливаемых изделий.19. Installation according to claim 17, characterized in that the working hoppers with pistons are made of heat-resistant dielectric materials and equipped with inductors for heating the manufactured products.
20. Установка по п.17, отличающаяся тем, что рабочие бункеры с поршнями снабжены индукторами, а рабочая камера и/или дополнительная рабочая камера дополнительно снабжены электронно-лучевыми пушками и дополнительными лазерами.20. Installation according to claim 17, characterized in that the working bins with pistons are equipped with inductors, and the working chamber and / or additional working chamber are additionally equipped with electron beam guns and additional lasers.
21. Установка по п.18, отличающаяся тем, что рабочие бункеры с поршнями снабжены индукторами, а рабочая камера и/или дополнительная рабочая камера дополнительно снабжены электронно-лучевыми пушками и дополнительными лазерами.21. Installation according to claim 18, characterized in that the working bins with pistons are equipped with inductors, and the working chamber and / or additional working chamber are additionally equipped with electron beam guns and additional lasers.
22. Установка по любому из пп.17-21, отличающаяся тем, что рабочая камера и/или дополнительная рабочая камера дополнительно снабжены роллером прикатки и дополнительным роллером очистки, выполненным с возможностью вертикального перемещения, а по периметру входного окна рабочей камеры установлены газоразрядные лампы с отражателями для нагрева поверхности порошка.
22. Installation according to any one of paragraphs.17-21, characterized in that the working chamber and / or additional working chamber is additionally equipped with a rolling roller and an additional cleaning roller made with the possibility of vertical movement, and gas discharge lamps are installed along the perimeter of the input window of the working chamber with reflectors for heating the surface of the powder.