[发明专利]一种模具构件的3D打印制造方法

说明书

本发明公开了一种模具构件的3D打印制造方法，包括如下步骤：对模具构件的数模进行切片处理，得到模具构件的截面参数；铺设合金粉末，得到粉末工作层；根据模具构件的截面参数对粉末工作层进行激光扫描；循环铺设合金粉末的步骤和对粉末工作层进行激光扫描的步骤，即得到模具构件。本公开的模具构件的3D打印制造方法实施方便，成本低于传统的模具构件制造方法。制得的模具构件精度较高，粗糙度低，致密度高，硬度高于锻件，抗拉强度优于铸件，耐磨性好。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，更具体地，涉及一种模具构件的3D打印制造方法。

背景技术

模具是指在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。模具由各种零件构成，不同类型的模具由不同类型的零件构成，这些零件可称为模具构件。

随着现代制造业的高速发展，模具在制造业中的应用越来越广泛，模具工业已逐渐发展成为国民经济的基础工业。但模具的结构复杂，模具构件性能要求高，生产周期长，加工费用高等问题导致模具的成本高昂。一旦某个模具构件发生失效，将会带来巨大的经济损失。

因此，如何提供一种便于实施，成本低，机械性能和力学性能俱佳的模具构件的制造方法成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种便于实施，成本低，机械性能和力学性能俱佳的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种模具构件的3D打印制造方法。

该模具构件的3D打印制造方法，包括如下步骤：

对模具构件的数模进行切片处理，得到模具构件的截面参数；

铺设合金粉末，得到粉末工作层；

根据模具构件的截面参数对粉末工作层进行激光扫描，使得被扫描区域内的合金粉末熔化并凝固，以得到构件形成块，其中，所述激光扫描的工作气氛为惰性气氛，所述激光扫描的激光能量密度小于或等于100J/mm³，所述激光扫描的扫描速率为0.8-2.4m/s，所述激光扫描的激光功率为140-350W，所述激光扫描的扫描间距为60-100μm；

循环铺设合金粉末的步骤和根据模具构件的截面参数对粉末工作层进行激光扫描的步骤，即得到模具构件。

可选的，所述激光扫描的激光能量密度为50-75J/mm³。

可选的，所述激光扫描的扫描速率为1.2-1.6m/s。

可选的，所述激光扫描的激光功率为140-160W。

可选的，所述激光扫描的扫描间距为80μm。

可选的，所述激光扫描的扫描策略如下：

将粉末工作层的待扫描区域分隔为多个分区，分区的分隔线与激光扫描路径相交，且在前一分区的激光扫描结束后再进行后一分区的激光扫描。

可选的，分区的分隔线与激光扫描路径相垂直，且分隔线之间的间距为3.5-4.5mm。

可选的，相邻的粉末工作层的激光扫描路径之间形成65°-70°的夹角。

可选的，所述合金粉末为自熔性镍基合金粉末，所述自熔性镍基合金粉末的粒径为21-60μm。

可选的，所述自熔性镍基合金粉末的组成按质量百分数计如下：

64.86％的Ni，0.64％的C，13.08％的Fe，14.56％的Cr，2.94％的B，3.92％的Si。

本公开的模具构件的3D打印制造方法实施方便，成本低于传统的模具构件制造方法。制得的模具构件精度较高，粗糙度低，致密度高，硬度高于锻件，抗拉强度优于铸件，耐磨性好。