[发明专利]基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法

权利要求书

1.基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，包括有三维设计、数据处理、参数设置和选区烧结，其特征为：

A.通过三维设计形成精细多孔结构的三维模型；

B.在数据处理软件中对所述的三维模型添加支撑结构，并对三维模型进行分层处理；

C.在工艺控制软件中对分层处理后的三维模型进行激光扫描的参数设置，并对全局的光斑补偿进行设置，建立工作文件，导入成型设备中；

D.成型设备中设置柔性的铺粉装置，将金属粉末置入成型设备的粉末仓中，所述的铺粉装置将金属粉末从粉末仓平铺到成型基板上后，光纤激光器发射激光将成型基板上的金属粉末熔化，形成多孔结构的单层截面；

E.完成一层单层截面后，成型基板下降一层，再次将金属粉末从粉末仓平铺到成型基板上后，光纤激光器发射激光将成型基板上的金属粉末熔化，再形成一层多孔结构的单层截面；判断零件的多孔结构是否已成型，若已成型，则结束成型操作，取出多孔结构成型件；否则将成型基板下降一层，根据步骤C建立的工作文件，重复步骤D～E，使金属粉末逐层熔化堆积，直到获得成型的多孔结构零件；

步骤C中设置对三维模型的上表面轮廓和垂直表面轮廓的激光扫描的能量与对三维模型下表面轮廓的激光扫描的能量的最大比值为2.5，对三维模型的上表面轮廓和垂直表面轮廓的激光扫描速度与对三维模型下表面轮廓的激光扫描速度的最大比值为0.67。

2.如权利要求1所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：所述的支撑结构为树形支撑结构，其中树干的底部位于成型基板上。

3.如权利要求1所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：步骤D中，在光纤激光器发射激光前，通过向成型设备的成型室和过滤仓中充入惰性气体，控制成型室的氧浓度为0.01％～0.09％。

4.如权利要求1所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：步骤C中将光斑补偿的参数设置为－0.10～－0.13mm。

5.如权利要求4所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：在步骤C中将三维模型的大小缩放至理论尺寸的75％～80％。

6.如权利要求1所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：所述对上表面轮廓和垂直表面轮廓的激光扫描的能量为140W～200W，扫描速度为1000mm/s～1200mm/s；对下表面轮廓的激光扫描的能量为80W～120W，扫描速度为1800mm/s～2000mm/s。

7.如权利要求1所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：所述的三维模型为具有自支撑结构的多孔结构，多孔结构中的自支撑杆的悬垂角大于30°且小于90°，自支撑杆的直径为0.2～0.4mm。

8.如权利要求1所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：步骤D中，在铺粉装置将金属粉末平铺在成型基板之前，先将成型基板预热30℃～40℃。

9.如权利要求1至8之一所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：步骤D中所述柔性的铺粉装置包括碳纤维毛刷和/或硅橡胶结构。

10.如权利要求1至8之一所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：步骤D中所述的金属粉末为钛合金粉末或钴铬合金粉末。

11.如权利要求10所述的基于激光选区熔化的金属精细多孔结构成型方法，其特征为：所述钛合金粉末或钴铬合金粉末的粒径为15～45μm。