RU2518046C2 - Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций - Google Patents
Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций Download PDFInfo
- Publication number
- RU2518046C2 RU2518046C2 RU2012131081/02A RU2012131081A RU2518046C2 RU 2518046 C2 RU2518046 C2 RU 2518046C2 RU 2012131081/02 A RU2012131081/02 A RU 2012131081/02A RU 2012131081 A RU2012131081 A RU 2012131081A RU 2518046 C2 RU2518046 C2 RU 2518046C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- layer
- powder composition
- powder
- components
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению объемных изделий путем послойного лазерного синтеза. Может использоваться для производства деталей сложных форм из мелкодисперсных порошков в различных отраслях машиностроения. Компоненты порошковой композиции послойно размещают в реакционной камере по требуемой топологии. Предварительный нагрев осуществляют до предфазовых температур композиции или наименее тугоплавкого ее основного компонента источником, обеспечивающим нагрев всего объема порошковой композиции. После чего осуществляют лазерную обработку послойно формируемого объемного изделия при режимах, достаточных для осуществления фазовых переходов, и извлекают полученную модель из камеры с удалением порошковой композиции, не принявшей участия в формировании объемного изделия. Обеспечивается снижение температурного градиента в зоне обработки. 5 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к технологическим процессам порошковой металлургии, в частности к технологиям лазерного синтеза объемных изделий (ЛСОИ), и может быть использовано для производства деталей сложных форм из мелкодисперсных порошков в различных отраслях машиностроения.
Известен способ изготовления объемных изделий из металл полимерной порошковой композиции (заявка на изобретение РФ №95110182, B22F 3/105, 1997 г.), включающий последовательное послойное размещение порошковой композиции в станке для селективного лазерного синтеза (СЛС), обработку каждого слоя лазерным излучением (ЛИ) по заданному контуру и извлечение полученного изделия из станка с удалением порошковой композиции, не принявшей участия в формировании объемного изделия.
Недостатком способа является то, что он характеризуется большими и резкими перепадами температур в зоне спекания, что приводит к появлению внутренних напряжений в материале, короблению, растрескиванию и снижению прочности и качества модели.
Наиболее близким по выполнению является способ изготовления объемных изделий, предусматривающий для снижения температурных перепадов в зоне спекания перед обработкой лазерным излучением по заданному контуру каждого слоя, предварительный подогрев порошка дополнительным лазерным излучением, а именно сканированием высокоэнергетическим лучом вдоль дорожек, распределенных по области предварительного нагрева слоя порошка (заявка на изобретение РФ 2009106868, B22F 3/105, 2010 г.).
Недостатком такого способа с использованием предварительного подогрева лазерным лучом зоны обработки является то, что подогрев носит локальный характер вследствие точечного режима облучения лазерным лучом, что сохраняет перепад температур в зоне обработки и угрозу внутренних напряжений в материале, приводящих к короблению, растрескиванию и снижению прочности и качества изделия.
Техническим результатом является снижение температурного градиента в зоне обработки.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления объемных изделий из порошковых композиций, включающем послойное размещение компонентов порошковой композиции по требуемой топологии в реакционной камере, их предварительный нагрев и лазерную обработку послойно формируемого объемного изделия при режимах, достаточных для осуществления фазовых переходов, извлечение полученной модели из камеры с удалением порошковой композиции, не принявшей участия в формировании объемного изделия, отличием является то, что предварительный нагрев осуществляют до предфазовых температур наименее тугоплавкого основного ее компонента источником, обеспечивающим нагрев всего объема обрабатываемой порошковой композиции.
Слои композиции могут содержать разные компоненты. Режим лазерной обработки устанавливают индивидуально для каждого слоя композиции.
Размещение ингредиентов в слое может осуществляться с помощью набора трафаретов или программным управлением питателей.
Режим лазерной обработки (температура и площадь нагрева лазерным лучом, скорость сканирования и время облучения) подбирают таким образом, чтобы избежать испарения компонентов смесей.
Предфазовая температура выбирается так, чтобы все компоненты после прекращения воздействия лазером не оставались в жидком состоянии и не растекались. Она зависит от теплопроводности и теплоизоляционных свойств камеры и устанавливается предварительно на 3…10% ниже наименьшей температуры фазового перехода смеси и ее компонентов, а затем уточняется опытным путем.
Для уменьшения шероховатости поверхности модели и увеличения ее прочности возможно пропитка их поверхности клеящим раствором, например эпоксидным или силикатным клеем, с последующей сушкой изделия.
Ниже приведены примеры осуществления изобретения.
Пример 1. Порошки Mg (температура плавления 651°С) и Zn (температурой плавления 491°С) предварительно просеивают на системе сит 005-05 (ГОСТ 3584-73). Порошки с размером фракции <50 мкм смешивают механически в мольной пропорции 1:2 до равномерного распределения. Реакционную камеру станка для лазерной обработки нагревают до предфазовой температуры в электропечи 430°С (для рассматриваемого случая температуры фазовых переходов это температуры плавления компонентов - 651 и 491°С и температура плавления получаемого материала - 590°С). В подогретую камеру насыпают слой смеси и по требуемой топологии текущего сечения изделия и проводят обработку энергетическим лазерным лучом до начала расплавления смеси, сканируя требуемую область. Затем насыпают следующий слой, сканируют лазерным лучом и так повторяют обработку слоев до получения модели законченной формы, после чего модель извлекают из станка, удаляют порошковую композицию, не принявшую участия в формировании объемного изделия. В результате проведенной ЛСОИ получают изделие из легкого интерметаллида MgZn2.
В течение 1 месяца выдержки при комнатной температуре растрескивания и коробления изделия не наблюдалось.
Для уменьшения шероховатости поверхности на нее наносят клеящий раствор из силикатного клея с последующей сушкой изделия.
В течение 1 месяца выдержки при комнатной температуре растрескивания и коробления изделия также не наблюдалось.
Пример 2. Порошки корунда АlО3 (температура плавления 2050°С) в качестве основного компонента, и в качестве примесей порошки окиси хрома Сr2О3 (температура плавления 2275°С) и трехокиси ванадия V2O3 (температура плавления 1970°С) предварительно просеивают на системе сит 005-05 (ГОСТ 3584-73), получая фракции размером <20 мкм. Температуру подогрева в электропечи устанавливают 1900°С градусов (температура кристаллизации конечного продукта - типа синтетического рубина составляет 1950°С). Насыпают первый слой чистого корунда и в него вводят по трафарету в качестве примеси окись хрома Сr2О3 в разных малых мольных пропорциях, с последующей обработкой лазерным лучом аналогично примеру 1. Затем насыпают следующий слой, состоящий из чистого корунда, и в него вводят по трафарету в качестве примеси трехокись ванадия в разных мольных пропорциях с последующей обработкой лазерным лучом аналогично примеру 1. Так повторяют процесс, чередуя вышеописанные слои с разным содержанием примесей до получения модели законченной формы. В результате проходящего ЛСОИ по аналогии с примером 1 получают модель из искусственного синтетического рубина с полосатой расцветкой различных оттенков.
В течение 1 месяца выдержки при комнатной температуре растрескивания и изменения цветности изделия не наблюдалось.
Claims (6)
1. Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций, включающий послойное размещение компонентов порошковой композиции по требуемой топологии в реакционной камере, их предварительный нагрев и лазерную обработку послойно формируемого объемного изделия при режимах, достаточных для осуществления фазовых переходов, последующее извлечение полученной модели из камеры с удалением порошковой композиции, не принявшей участия в формировании объемного изделия, отличающийся тем, что предварительный нагрев осуществляют до предфазовых температур композиции или наименее тугоплавкого ее основного компонента источником, обеспечивающим нагрев всего объема обрабатываемой порошковой композиции.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что слои композиции содержат разные компоненты.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что режим лазерной обработки устанавливают индивидуально для каждого слоя композиции.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что размещение компонентов в слое осуществляют с помощью набора трафаретов или программным управлением питателей.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру предварительного нагрева устанавливают на 3…10% ниже наименьшей температуры фазового перехода композиции или наименее тугоплавкого ее основного компонента.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что после окончания процесса поверхность готового изделия обрабатывают клеящим раствором, например эпоксидным или силикатным клеем, с последующей сушкой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012131081/02A RU2518046C2 (ru) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012131081/02A RU2518046C2 (ru) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012131081A RU2012131081A (ru) | 2014-01-27 |
RU2518046C2 true RU2518046C2 (ru) | 2014-06-10 |
Family
ID=49956947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012131081/02A RU2518046C2 (ru) | 2012-07-19 | 2012-07-19 | Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2518046C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2754864C1 (ru) * | 2020-11-23 | 2021-09-08 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ получения неиспаряемого геттера и композитный геттер для рентгеновской трубки |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6215093B1 (en) * | 1996-12-02 | 2001-04-10 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Selective laser sintering at melting temperature |
RU2371285C2 (ru) * | 2005-04-12 | 2009-10-27 | Эос Гмбх Электро Оптикал Системз | Устройство и способ нанесения слоев порошкообразного материала на поверхность |
RU2393056C1 (ru) * | 2008-12-18 | 2010-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ спекания деталей из порошков |
RU2401179C1 (ru) * | 2006-07-27 | 2010-10-10 | Аркам Аб | Способ и устройство для изготовления трехмерных объектов |
CN101985176A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-03-16 | 浙江工业大学 | 基于sls成型的预热温度可控非匀质材料零件制备方法 |
-
2012
- 2012-07-19 RU RU2012131081/02A patent/RU2518046C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6215093B1 (en) * | 1996-12-02 | 2001-04-10 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. | Selective laser sintering at melting temperature |
RU2371285C2 (ru) * | 2005-04-12 | 2009-10-27 | Эос Гмбх Электро Оптикал Системз | Устройство и способ нанесения слоев порошкообразного материала на поверхность |
RU2401179C1 (ru) * | 2006-07-27 | 2010-10-10 | Аркам Аб | Способ и устройство для изготовления трехмерных объектов |
RU2393056C1 (ru) * | 2008-12-18 | 2010-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Способ спекания деталей из порошков |
CN101985176A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-03-16 | 浙江工业大学 | 基于sls成型的预热温度可控非匀质材料零件制备方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2754864C1 (ru) * | 2020-11-23 | 2021-09-08 | Акционерное общество «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» им. А.Г.Ромашина» | Способ получения неиспаряемого геттера и композитный геттер для рентгеновской трубки |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012131081A (ru) | 2014-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107790720B (zh) | 一种高温合金增材制造方法 | |
CN106735208B (zh) | 大尺寸复杂结构金属零件的增材制造方法 | |
US9944021B2 (en) | Additive manufacturing 3D printing of advanced ceramics | |
CN109175361B (zh) | 一种同步热处理的增材制造方法 | |
EP2292357B1 (en) | Ceramic article and methods for producing such article | |
RU2657897C2 (ru) | Способ плавления порошка, включающий нагрев области, прилегающей к ванне | |
DE102012012344B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken durch Strahlschmelzen pulverförmigen Materials | |
RU2526909C1 (ru) | Способ изготовления металлического изделия из порошкового материала цикличным послойным лазерным синтезом | |
CN107405688B (zh) | 用于制造具有改进的表面质量的三维物体的方法和装置 | |
CN108620588B (zh) | 一种无周期性层带效应的激光金属3d打印方法 | |
EP3235580B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen zumindest eines bauteilbereichs eines bauteils | |
Zhang et al. | Influence of laser parameters on the surface morphology of slurry-based Al2O3 parts produced through selective laser melting | |
CN107721408B (zh) | 一种3D打印制备β-磷酸三钙多孔生物陶瓷的方法 | |
Liu et al. | Microstructure study on selective laser melting yttria stabilized zirconia ceramic with near IR fiber laser | |
US20180297116A1 (en) | Device and method for additive manufacturing | |
CN105689710B (zh) | 一种高能束金属增材制造的微观组织调控方法 | |
JP7170142B2 (ja) | 3d金属印刷方法およびかかる方法のための装置 | |
CN109261964A (zh) | 一种钛合金结构件及其激光熔化沉积成形方法 | |
Liu et al. | Preparation of large-size Al2O3/GdAlO3/ZrO2 ternary eutectic ceramic rod by laser directed energy deposition and its microstructure homogenization mechanism | |
CN109261967A (zh) | 一种多孔钨材料的电子束分区扫描成形方法 | |
RU2664844C1 (ru) | Способ аддитивного изготовления трехмерной детали | |
RU2018140065A (ru) | Оцк-материалы из титана, алюминия, ниобия, ванадия и молибдена и изготовленные из них продукты | |
RU2725537C1 (ru) | Способ электронно-лучевого аддитивного получения заготовок | |
RU2518046C2 (ru) | Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций | |
CN108655407A (zh) | 一种超细颗粒载液喷射微波烧结成形方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160720 |