[发明专利]一种复合电弧送丝与激光选区熔化成形制造零件方法

说明书

本发明公开了一种复合电弧送丝与激光选区熔化成形制造金属零件方法，具体为：将零件中厚大部分或者结构规则部分采用电弧送丝增材制造在基材上进行成形，再将成形的零件部分和基材装入激光选区熔化成形设备中，使用三维软件将激光选区熔化成形部分的三维模型剖分切片导入到成形设备中，多次手动铺粉，然后将电弧送丝成形的零件部分中的空腔及下陷部分全部填满；通过手动铺粉在电弧送丝成形的零件基体表面铺一个层厚的粉末，烧结，打印；逐层重复前序步骤，直至完成整个制件的打印。本发明中通过电弧送丝技术制造零件结构规则或厚大的部分，之后通过激光选区熔化技术在电弧送丝成形的集体上成形其余复杂结构，从而达到缩短周期并降低成本的目的。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种复合电弧送丝与激光选区熔化成形制造零件方法。

背景技术

增材制造技术是一项综合计算机信息、激光制造以及新材料等多门学科的新型制造技术。根据零件的三维模型，将模型按一定的厚度分层切片，零件的三维形状信息将转换成一系列二维轮廓信息，随后在数控系统的控制下，由下而上通过逐层累积材料来实现零件的制造。

电弧送丝增材制造技术和激光选区熔化成形技术均是属于增材制造技术的快速制造方法。电弧送丝增材制造技术(WAAM)设备成本低，制造速度快，丝材利用率高，沉积效率高，操作自由灵活，特别适用于大结构甚至超大结构的金属制件，但因为制造精度低，表面质量差，不适合成形结构特别复杂的零件，适用于制造大尺寸零件的毛坯，表面加工余量大。激光选区熔化成形技术是一种金属材料高性能快速制造方法，其特点在于可以实现材料的“近净成形”，且加工形状不受限制，便于轻量化设计。同时由于使用高能激光束作为热源，熔池尺寸小，加热和冷却速度极快，因此得到的组织细小均匀，制件综合性能良好。

目前，航空航天航海等领域方面在零件研制时研制周期长，研制成本高，采用单一的成形制造手段难以满足研制需求，若能缩短研制周期并降低研制成本会对零件的迭代优化起到非常大的推动作用，因此通过多工艺复合制造零件来缩短周期降低成本是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合电弧送丝与激光选区熔化成形制造零件方法，通过电弧送丝技术制造零件中结构规则或厚大的部分，之后通过激光选区熔化技术在电弧送丝成形的零件上成形其余复杂结构，从而达到缩短周期并降低成本的目的。

本发明所采用的技术方案是，一种复合电弧送丝与激光选区熔化成形制造金属零件方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将零件中厚大部分或者结构规则部分采用电弧送丝增材制造在基材上进行成形；剩余部分采用选区激光熔化成形；

步骤2，将电弧送丝成形的零件部分表面进行机加工处理，保证上表面平整；

步骤3，将电弧送丝成形的零件部分用酒精或丙酮清洗干净；

步骤4，将电弧送丝成形的零件部分和基材装入激光选区熔化成形设备的成形舱中，并用螺栓紧固，调节螺栓保证零件上表面处于水平状态；

步骤5，将用于激光选区熔化成形的金属粉末加入激光选区熔化成形设备的粉舱中；

步骤6，使用三维软件将需激光选区熔化成形部分的三维模型剖分切片导入到激光选区熔化成形设备中；

步骤7，操作激光选区熔化成形设备多次手动铺粉，将电弧送丝成形的零件部分中的空腔及下陷部分全部填满；

步骤8，通过手动铺粉在电弧送丝成形的零件基体表面铺一个层厚的粉末；

步骤9，打开激光选区熔化成形设备的洗气系统，充入高纯氩气降低成形室中的氧含量；

步骤10，调用步骤6中的切片数据程序对金属粉末进行烧结，开始零件打印；