[发明专利]航空器损伤金属微滴喷射3D打印原位快速修复方法

权利要求书

1.一种航空器损伤金属微滴喷射3D打印原位快速修复方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、采用喷砂工艺或酸碱腐蚀方法对航空器的待修复区域(20)进行预处理，去除表面的氧化层和杂质；

步骤二、通过真空吸盘(2)将金属微滴喷射3D打印原位快速修复装置吸附固定在航空器受损件(1)表面，调节快速锁紧伸缩杆(13)、真空吸盘快速锁紧万向节(3)和伸缩杆快速锁紧万向节(14)，使得二维激光轮廓扫描仪(19)位于待修复区域(20)的正上方；

步骤三、二维激光轮廓扫描仪(19)配合X轴(10)或Y轴(11)的一维直线运动，获得待修复区域(20)的三维轮廓数据，通过数据处理，获得金属微熔滴的沉积路径控制程序与液滴沉积位置的定位信息；

步骤四、通过导轨(15)、伺服电机(16)、丝杠(17)和滑块(18)的匹配工作使得金属熔滴发生器(8)移动至航空器受损件(1)待修复区域(20)的正上方，完成工位的切换；

步骤五、通过X轴(10)与Y轴(11)的匹配运动，根据步骤三中获得的液滴沉积位置定位信息，将喷嘴(6)对焦至初始液滴的沉积位置，通过Z轴(12)运动使得喷嘴(6)距离待修复区域(20)表面10-15mm；

步骤六、通过柔性密封罩(7)将金属熔滴发生器(8)与待修复区域(20)进行连通式包裹，再通过密封胶带(4)对包裹的空间进行密封处理；

步骤七、根据航空器受损件(1)的基体材质，选择金属或者合金材料作为修复的原材料放入金属熔滴发生器(8)中，并对金属熔滴发生器(8)进行密封处理；

步骤八、通过气阀(5)对步骤六中完成的密封空间进行抽气处理，将其内部气体完全抽空，再充满99.999％的高纯氩气，保证其内部工作环境的氧气含量和水汽含量均低于10ppm，即在喷嘴(6)与待修复区域(20)间形成一个局部密闭的低氧、低水工作环境，防止在修复过程中发生氧化现象，破坏修复精度；

步骤九、开启金属熔滴发生器(8)的内部加热装置，控制工艺参数，通过金属熔滴发生器(8)按需喷射出金属熔滴(21)，再按照步骤三中获得的金属微熔滴沉积路径控制程序，配合X轴(10)、Y轴(11)和Z轴(12)的协调匹配三维运动，进行逐点、逐层修复成型，直至修复结束。

2.根据权利要求1所述的航空器损伤金属微滴喷射3D打印原位快速修复方法，其特征在于：所述二维激光轮廓扫描仪(19)在扫描的过程中激光扫描直线长度一直大于该扫描方向上的待修复区域(20)的截面长度。

3.根据权利要求1所述的航空器损伤金属微滴喷射3D打印原位快速修复方法，其特征在于：所述柔性密封罩(7)根据待修复区域(20)的实际尺寸做相应选取调整，且如果损伤已贯穿航空器受损件(1)，则需要同时对航空器受损件(1)的另一侧做同样的密封处理。

4.根据权利要求1所述的航空器损伤金属微滴喷射3D打印原位快速修复方法，其特征在于：所述金属熔滴发生器(8)内部加热温度需要根据实际修复材料确定，一方面需要保证将原材料进行完全熔化，另一方面仍需保证熔滴沉积过程中实现与基体材料间的微域重熔冶金结合；此外，金属熔滴发生器(8)喷射出的熔滴尺寸需根据实际修复需要，进行喷嘴尺寸选择与工艺参数匹配调控。