[发明专利]一种构件倾斜表面的电弧增材制造方法

说明书

本发明公开了一种构件倾斜表面的电弧增材制造方法，包含以下步骤：根据构件基本结构及其包含的倾斜面特征建立增材制造三维模型；根据构件三维模型设置第一轮廓；从所述第一轮廓中获取第一倾斜面轮廓，并将所述第一倾斜面轮廓向所述第一轮廓中心平移预设的距离后形成第二倾斜面轮廓；将处理后的模型导入所述数控机床，规划焊接顺序与路径，根据所述第二倾斜面轮廓在成型仓内制备第二倾斜面；利用电弧装置对所述第二倾斜面进行电弧处理，直至与所述第二倾斜面轮廓重合，并通过表面检测装置对所述倾斜面进行检测。本发明的目的在于提供一种构件倾斜表面的电弧增材制造方法，通过对待成型倾斜面进行电弧加工处理，倾斜面的裂纹与气孔同时得到清除，进一步提高了倾斜面的表面质量。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，具体涉及一种构件倾斜表面的电弧增材制造方法。

背景技术

增材制造工艺融合了计算机辅助设计与材料成型技术，以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。电弧增材制造(Wire ArcAdditive Manufacturing，WAAM)，采用电弧作为热源，熔化金属丝材逐层堆积制造出金属构件，其无需模具，加工柔性程度高，易于实现数字化制造，在高性能大型金属构件的制造中具有很大的优势。电弧增材制造是以“电弧”作为热源熔化金属丝材，形成堆积层。电弧增材制造过程中，熔池尺寸稳定可以提高电弧增材的大型金属构件的精度。

目前，专利(CN110696366 B)公布了一种增材制造技术成型倾斜面的表面形貌调控方法，但该方法仅仅可以使不同倾角部分之间的表面粗糙度差异减小，未对倾斜面进行表面处理，在增材制造过程由于快速加热再快速凝固，容易使倾斜面产生裂纹或气孔，影响倾斜面的表面质量。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种构件倾斜表面的电弧增材制造方法。

一种构件倾斜表面的电弧增材制造方法，其特征在于，包含如下步骤：

(1)根据构件基本结构及其包含的倾斜面特征建立增材制造三维模型；

(2)根据构件三维模型设置第一轮廓；

(3)从所述第一轮廓中获取第一倾斜面轮廓，并将所述第一倾斜面轮廓向所述第一轮廓中心平移预设的距离后形成第二倾斜面轮廓；

(4)将处理后的模型导入所述数控机床，规划焊接顺序与路径，根据所述第二倾斜面轮廓在成型仓内制备第二倾斜面；

(5)利用电弧装置对所述第二倾斜面进行电弧处理，直至与所述第二倾斜面轮廓重合，并通过表面检测装置对所述倾斜面进行检测。

作为优选方案，所述步骤(1)中根据三维建模软件绘制增材制造构件的三维模型，并生成包括但不限于STL格式文件；

作为优选方案，所述步骤(2)第一轮廓根据所述构件的结构功能分析、承载性能约束分析及应力特性分析对所述增材制造三维模型进行结构轻量化拓扑优化设计；

作为优选方案，所述步骤(4)中还包括：

步骤4.1：对所述第一倾斜面轮廓进行网格式切片，获取多个制备层；

步骤4.2：将每个所述制备层分解为多个分离的多边形；

步骤4.3：对每个所述多边形按照第一倾斜面轮廓进行分割，获得每个多边形的多个方形块；

步骤4.4：确设定每个所述制备层对应的多个所述方形块的制备顺序，并根据所述制备顺序制备所述第二倾斜面。

作为优选方案，所述成型仓1外部有供气箱2，所述供气箱通过第一输气管3与所述成型仓连通，所述供气箱向所述成型仓内提供惰性保护气体。