[发明专利]一种钛铝异种材料3D打印制造方法

说明书

一种钛铝异种材料3D打印制造方法，其特征在于，3D打印机用TC4钛合金和AlSi10Mg铝合金两种金属粉末依次开展异种材料增材，具体步骤如下，步骤一、向3D打印机的控制单元导入TC4合金部分模型、界面层模型和AlSi10Mg合金部分模型；步骤二、按照TC4合金部分模型，采用TC4成熟SLM工艺参数制备TC4部分；本发明提出一种基于3D打印技术的异种材料结构件的制造方法，利用3D打印技术的制造柔性水平高和参数化控制等优势，实现钛合金和铝合金材料的一体成型。

技术领域

本发明涉及一种钛铝异种材料3D打印制造方法，用于提升合金材质结构的减重。

技术背景

工业产品的结构重量是衡量产品质量和技术水平的一项重要指标，在汽车、工业、航空航天等领域，降低产品重量，能够获得更好的使用性能，降低产品能耗，进而降低产品的成本。特别是在航空航天领域，近年来，随着航空航天技术水平的快速提升，新一代飞行器正向高速度、长航程和高机动方向发展，这些特点对产品结构重量、强度和可靠性提出了更加苛刻的要求。在保证结构强度的前提下实现结构大幅减重是产品研制持续追求的目标。但是两种金属粘接或焊接，往往对产品的性能有不好的影响，也容易造成变形。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛铝异种材料3D打印制造方法，用于钛铝异种材料的成型，以克服现有技术无法把钛铝有机的制造成产品。

一种钛铝异种材料3D打印制造方法，其特征在于，3D打印机用TC4钛合金和AlSi10Mg铝合金两种金属粉末依次开展异种材料增材，具体步骤如下，

步骤一、向3D打印机的控制单元导入TC4合金部分模型、界面层模型和AlSi10Mg合金部分模型；

步骤二、按照TC4合金部分模型，采用TC4成熟SLM工艺参数制备TC4部分；具体如下，

a.筛粉与铺粉:通过筛网筛取足够量的TC4粉末填充送粉腔室；粉末填充完后去除筛网，将粉末摊均实；

b.基板调平，调整基板与刮刀之间的距离，保证铺粉厚度；

c.底板上移，刮刀往复运动，将粉末铺平,进而铺好第一层粉末；

d.按照TC4合金部分模型开始打印TC4合金部分；每打印一层，底板上移送粉，基板下移，刮刀往复运动，重新铺粉；

步骤三、当TC4合金部分打印完成后，清除未印的TC4合金粉末，调整基板高度，更换AlSi10Mg粉末，重新铺AlSi10Mg合金粉末；

步骤四、按照界面层模型开始打印界面层,采用优化后的Ti/Al界面SLM工艺打印Ti/Al界面；

步骤五、界面层打好后，继续铺AlSi10Mg合金粉末，按照AlSi10Mg合金部分模型打印AlSi10Mg合金部分；直到完成所有AlSi10Mg合金部分的打印；

步骤六、打印件完成后，清理粉末，取出基板和打印件，送线切割。

所述的界面层厚度为1～3mm；打印界面层时的工艺参数：预热温度140℃～160，激光功率200W～230W，扫描速度900mm/s～1000mm/s，扫描间距0.10mm～0.20mm。

所述的界面层厚度为1～2mm；打印界面层时的工艺参数：预热温度150℃，激光功率200W，扫描速度1000mm/s，扫描间距0.13mm。

本发明提出一种基于3D打印技术的异种材料结构件的制造方法，利用3D打印技术的制造柔性水平高和参数化控制等优势，实现钛合金和铝合金材料的一体成型，根据结构件的受力情况，在受力较大的区域打印力学性能更好的钛合金，在其他区域打印更轻的铝合金材料，并实现两种材料的良好结合。

附图说明

图1、本发明TC4粉末填充和基板调平；