[发明专利]一种铝合金复杂曲面薄板3D打印制造方法

说明书

本发明提供一种铝合金复杂曲面薄板3D打印制造方法，属于铝合金打印制造领域，该铝合金复杂曲面薄板3D打印制造方法具体步骤为准备铝合金板，清理，擦拭，晾干、将打印基板进行处理后，安装在3D打印设备的打印平台上、在3D打印设备上准备建模工作、建模后，再进行曲面分层，建立支撑、设置打印AlSi10Mg铝合金复杂曲面薄板激光3D打印参数和后处理，对激光3D打印AlSi10Mg铝合金复杂曲面薄板热处理。本发明采用激光3D打印制造薄板铝合金零件，不需要模具可大幅度降低零件制造成本，缩短零件的生产周期；同时，3D打印还具有尺寸精度高、表面质量好，成形件性能优异等特点。

技术领域

本发明属于铝合金打印制造技术领域，尤其涉及一种铝合金复杂曲面薄板3D打印制造方法。

背景技术

AlSi10Mg铝合金复杂薄壁零件激光3D打印增材制造技术，是通过高能激光束逐层融化铝合金粉末，进而实现任意复杂曲面铝合金零件的制造。该技术既可以克服传统减材制造原材料利用率低，又能细化晶粒，使得成形零件结构强度大幅度提高。但由于激光增材制造过程中快热快冷、高梯度热-力-流多场耦合等特点，使得AlSi10Mg铝合金零件内存在较高的内应力，研究发现可通过调整激光参数控制打印过程中的瞬时温度场和应力场来改善上述情况。从而使获得的铝合金零件表现出高强度，低塑性的特点。

现有技术由于高导热性、高反射、表面张力大的材料特性制约，铝合金材料的3D打印有别于其它合金材料。激光3D打印过程中，铝合金粉末与激光的相互作用过程复杂，导致铝合金材料的成形难于控制，特别是复杂曲面薄板件。3D打印铝合金复杂薄壁零件的难点和关键点：薄壁零件越高，越容易晃动和变形，打印过程中的变形量控制、精度控制很重要。

但是，现有的铝合金复杂曲面薄板打印制造方法存在着模具设计成本高、设计周期长、薄板拉延零件由于变形较大存在较大的内应力使得零件容易变形的问题。

因此，发明一种铝合金复杂曲面薄板3D打印制造方法显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝合金复杂曲面薄板3D打印制造方法，以解决现有的铝合金复杂曲面薄板打印制造方法存在着模具设计成本高、设计周期长、薄板拉延零件由于变形较大存在较大的内应力使得零件容易变形的问题，一种铝合金复杂曲面薄板3D打印制造方法具体包括以下步骤：

步骤一：准备铝合金板，清理，擦拭，晾干：准备合理范围内尺寸的铝合金薄板，取一块海绵块浸入抗氧化剂中，等待合理范围内时间，取出海绵块在铝合金薄板表面进行清刷，随后放置在通风处晾干；

步骤二：将打印基板进行处理后，安装在3D打印设备的打印平台上：置放时通过夹子将晾干后的铝合金薄板夹装在待加工打印平台上，保持铝合金薄板的平整性；

步骤三：在3D打印设备上准备建模工作：用UG三维软件创建复杂曲面薄板零件的三维模型，然后将创建好的三维模型文件，以STL格式导出，以便后续分层处理和建立支撑；

步骤四：建模后，再进行曲面分层，建立支撑：将UG三维软件中导出的STL文件放入切片软件Materialise Magics中进行分层切片处理；分层时，要根据零件的尺寸和形状选择合理范围内的层厚，特别是零件的一些尖角和过渡部分要重点考虑；对于复杂曲面薄板零件来说，为了防止零件产生较大的内应力和变形还需要对相应部分加支撑，将分层处理和建立支撑以后的模型以STL格式导出，以便打印过程中可以将相关前处理信息转换成3D打印机可识别的G语言；