[发明专利]金属3D打印中的余粉清理工艺以及金属3D打印方法

说明书

涉及3D打印技术领域，本申请涉及一种金属3D打印中的余粉清理工艺以及金属3D打印方法，包括：针对金属3D打印部件的内腔结构设置有排粉通道，所述排粉通道用于排出所述内腔内的余粉；在部件成型后，在进行热处理之前，使用吹气经所述排粉通道对所述内腔实施余粉清理；在进行热处理之后，使用磨料流工艺经所述排粉通道对所述内腔余粉实施清理。可以保证3D打印中的复杂内腔结构中的粉末可以彻底清理，由于在热处理工艺前利用预设的排粉通道对内腔进行了一次排粉，可以尽量避免由于热处理工艺造成余粉在内腔的板结，所以，可以大幅减少部件的多余物料量。

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种金属3D打印中的余粉清理工艺以及金属3D打印方法。

背景技术

激光选区烧结((selective laser sinter-ing,SLS)工艺是利用各类粉末状材料成形金属部件。将金属材料粉末铺洒在已成形原型或零件的上表面，并用平整辊压平；用高强度的CO₂激光器在刚铺的新层上扫描出成形件该层的截面；材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起,得到成形件的新截面层,并与下面已成形的部分连接；当一层截面烧结完成后，铺上新的一层材料粉末,压实后再有选择地烧结下层截面。最后用风机吹去浮贴在表面的粉末即可得到烧结原型或零件。

SLS工艺的特点是材料适应面广，特别是可以制造金属零件,这使SLS工艺颇具吸引力。

现有技术的金属3D打印中，根据以上内容可知，由于是基于粉末铺洒的逐层成型的，所以对于具有复杂内腔结构的部件，内腔中使用方法会有大量粉末不能有效清理，这些残余的金属粉末会造成安全隐患。特别是，这对多余物控制严格的航天领域的危害更大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种金属3D打印中的余粉清理工艺。

第一方面，本申请提供了一种金属3D打印中的余粉清理工艺，包括：

针对金属3D打印部件的内腔结构设置有排粉通道，所述排粉通道用于排出所述内腔内的余粉；

在部件成型后，在进行热处理之前，使用吹气经所述排粉通道对所述内腔实施余粉清理；

在进行热处理之后，使用磨料流工艺经所述排粉通道对所述内腔余粉实施清理。

根据本申请的实施例，所述在部件成型后，在进行热处理之后，使用磨料流工艺之前，还具有步骤：超声波清理，通入清洗液经所述排粉通道对所述内腔实施余粉清理，余粉清理中配合使用高频超声波对所述内腔进行作用，以使粉末脱离排出。

根据本申请的实施例，所述排粉通道包括流入流道和流出流道，所述流入流道供清理工质流入，所述流出流道供将携带粉末的清理工质排出。

根据本申请的实施例，所述排粉通道是具有自支撑效果的孔结构。

根据本申请的实施例，所述具有自支撑效果的孔结构为圆孔、椭圆孔或拱形孔。

根据本申请的实施例，针对铝硅合金3D打印部件，所述具有自支撑效果的孔结构为直径小于5MM的圆孔、椭圆孔或拱形孔。

根据本申请的实施例，针对TC4钛合金3D打印部件，所述具有自支撑效果的孔结构为直径小于6MM的圆孔、椭圆孔或拱形孔。

本申请另一方面，提供一种金属3D打印方法，主要包括步骤：

模型设计，形成部件的三维模型，其中针对金属3D打印部件的各个内腔结构均设置有排粉通道，所述排粉通道用于排出所述内腔内的余粉；

切片，根据部件的三维模型形成多个二维切片；

3D打印成型，根据多个二维切片逐层成形所述部件；

初排粉，使用吹气或经所述排粉通道对所述部件的内腔实施余粉清理；