RU2013149890A

RU2013149890A - Способ изготовления металлического изделия цикличным лазерным нанесением порошкового материала и установка для его осуществления

Info

Publication number: RU2013149890A
Application number: RU2013149890/02A
Authority: RU
Inventors: Рустем Халимович Ганцев; Аскар Джамилевич Мингажев
Original assignee: Рустем Халимович Ганцев; Аскар Джамилевич Мингажев
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-05-20

Abstract

1. Способ изготовления металлического изделия цикличным лазерным нанесением слоев порошкового материала, 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 материал, образующий при спекании литейную форму 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, образуя слои толщиной от 10 до 300 мкм, а после завершения всех циклов нанесения слоев производят их газостатическое прессование с одновременной упрочняющей электроимпульсной обработкой, причем электроимпульсную обработку проводят при плотности электрического тока от 10 А/ммдо 20 А/мм, пропуская ток в момент максимального газостатического прессования формируемого изделия.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве первого порошкового материала используется керамический материал, а после газостатического прессования с электроимпульсной обработкой до удаления керамического материала производят индукционный переплав с последующей повторной кристаллизацией всего объема м�

Claims

1. Способ изготовления металлического изделия цикличным лазерным нанесением слоев порошкового материала, 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 материал, образующий при спекании литейную форму 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, образуя слои толщиной от 10 до 300 мкм, а после завершения всех циклов нанесения слоев производят их газостатическое прессование с одновременной упрочняющей электроимпульсной обработкой, причем электроимпульсную обработку проводят при плотности электрического тока от 10 А/мм² до 20 А/мм², пропуская ток в момент максимального газостатического прессования формируемого изделия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве первого порошкового материала используется керамический материал, а после газостатического прессования с электроимпульсной обработкой до удаления керамического материала производят индукционный переплав с последующей повторной кристаллизацией всего объема металла или сплава формируемого изделия, а после полного формирования изделия и кристаллизации расплавленного металла или сплава производят удаление керамического материала.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что кристаллизацию расплавленного металла или сплава проводят методом направленной кристаллизации или монокристаллизации.

4. Способ по любому из пп.1-3, 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.

5. 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 формируемого изделия и формируемой оболочки 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, отличающаяся тем, что она содержит дополнительную рабочую камеру, выполненную с возможностью создания газостатического давления, электрод с множеством контактов, обеспечивающих пропускание электрического тока через формируемое изделие и оснащенную входным окном, лазером, оптически связанным с системой сканирования и фокусировки луча, рабочим бункером с поршнем, выполненным с возможностью перемещения формируемого изделия и формируемой оболочки 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, а рабочая камера и/или дополнительная рабочая камера дополнительно снабжены роллером прикатки и дополнительным роллером очистки, снабженным устройством для всасывания порошкового материала, причем рабочие бункеры с поршнями снабжены индукторами.

6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что рабочая камера и дополнительная рабочая камера расположены внутри общей камеры, обеспечивающей их герметизацию от внешней среды и снабженной системой вакуумирования и системой напуска защитных газов.

7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что рабочие бункеры с поршнями выполнены из диэлектрических теплостойких материалов и снабжены индукторами для нагрева изготавливаемых изделий.

8. Установка по п.5, отличающаяся тем, что рабочая камера и/или дополнительная рабочая камера дополнительно снабжены электронно-лучевыми пушками и дополнительными лазерами.

9. Установка по п.6, 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.

10. Установка по любому из пп.5-9, отличающаяся тем, что по периметру входного окна рабочей камеры установлены газоразрядные лампы с фокусирующими отражателями для нагрева поверхности порошка.