[发明专利]基于金属粉末支撑的堆焊成型金属零件的方法

权利要求书

1.一种基于金属粉末支撑的堆焊成型金属零件的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)根据所需成型金属零件的形状和结构，用三维绘图软件创建出相应形状和结构的三维零件模型，并将该三维零件模型转换为STL格式图档；

(2)对STL格式图档进行分层处理，获得分层堆焊成型路径轨迹数据，并将该分层堆焊成型路径轨迹数据导入金属堆焊成型机的控制系统中；

(3)预备金属成型材料，将该金属成型材料放置在金属堆焊成型机的送料机构上；

(4)预备支撑金属粉末材料，沿分层堆焊成型路径轨迹用所述支撑金属粉末材料在金属堆焊成型机的工作台面上铺出一层支撑粉层；

(5)开启金属堆焊成型机，金属堆焊成型机按照分层堆焊成型路径轨迹进行堆焊；

(6)当一层堆积完成之后，重复步骤(4)至(5)，进行逐层堆焊，直至完成整个零件的堆焊，获得金属零件；

所述金属成型材料为线径为0.6～1mm的铁焊丝、铝焊丝或铜焊丝；

所述支撑金属粉末材料为40-80目的金属材料粉末，该金属材料粉末为以下材料之一或多种混合：铁粉末、铝粉末、铜粉末；

所述步骤(4)中支撑粉层的厚度为1～2.5mm。

2.根据权利要求1所述的基于金属粉末支撑的堆焊成型金属零件的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括以下步骤：

(2.1)通过上位机软件将STL格式图档的三角面片数据全部读取出来，然后选择要分层的方向，该方向包括：X方向、Y方向和Z方向，接着将每个三角面片沿该方向上的顶点的最大值和最小值调取出来，同三角面片数据一起保存；

(2.2)设定分层的层数，算出每层高度，从底层到顶层，拿每层的高度与所有的三角面片数据的最大值和最小值进行比较，如果相交则计算交点，不相交就跳到下个三角面片继续比较，将交点按层保存，待调用；

(2.3)对每层的交点数据进行处理，每个三角面片的交点数据按顺序排列成封闭的曲线，并对该封闭的曲线进行填充，将填充后的运动坐标点传给下位机，形成堆焊成型路径轨迹；

(2.4)收集各层的堆焊成型路径轨迹形成分层堆焊成型路径轨迹数据，并将该分层堆焊成型路径轨迹数据导入金属堆焊成型机的控制系统中。

3.根据权利要求1所述的基于金属粉末支撑的堆焊成型金属零件的方法，其特征在于，所述金属堆焊成型机的焊接电流为110～130A，送料机构的送丝速度为60～70mm/s，工作台面的移动速度为4.5～5.5mm/s。

4.根据权利要求1所述的基于金属粉末支撑的堆焊成型金属零件的方法，其特征在于，所述步骤(5)是在充满CO₂或惰性气体的封闭空间中完成的。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于金属粉末支撑的堆焊成型金属零件的方法，其特征在于，其还包括以下步骤：

(7)对金属零件进行去应力退火处理。

6.根据权利要求5所述的基于金属粉末支撑的堆焊成型金属零件的方法，其特征在于，所述步骤(7)具体包括以下步骤：

(7.1)将金属零件装入炉中，加热到600～640摄氏度，并保温2～4小时；

(7.2)保温完成后，停止加热，待炉冷至200摄氏度后，从炉中取出金属零件进行空冷，即完成去应力退火处理。