[发明专利]一种基于金属粉末的激光熔融3d打印方法

说明书

本发明公开了一种基于金属粉末的激光熔融3d打印方法，采用计算机将产品沿高度方向划分为若干层，从下到上将金属粉末逐层铺平后采用激光熔融的方式，按照每层的产品轮廓逐层打印直至产品成形，其特征在于，在金属粉末铺设打印之前先对其进行消磁处理。本发明具有能够通过对金属粉料消磁，以提高打印制造精度的特点，同时能够更好地分散粉料，提高粉料输送的顺畅性。

技术领域

本发明涉及一种增材制造3D打印技术领域，具体涉及一种基于金属粉末的激光熔融3d打印方法。

背景技术

3D打印(3D Printing)属于快速成型技术的一种，又称增材制造；它是一种以数字模型为基础，利用激光、热熔喷嘴等方式将塑料、金属、陶瓷粉末等材料进行逐层堆积黏结成型来构造物件的技术。近年来，3D打印技术广泛应用于工业设计、珠宝、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育等众多领域都有应用。目前常见的3D打印机有选区激光熔融SLM 、选择性激光烧结SLS、三维粉末粘接、熔融层积成型 FDM等多种类型。

随着科学技术日新月异的进步，机械加工行业不断发展。而快速成型技术，尤其是激光3D打印技术在机械加工行业中起到了越来越大的作用，并渐渐在制造业得到了广泛应用，成为了如今机械制造业中不可或缺的一部分。3D打印技术正在快速改变我们传统的生产方式和生活方式，不少专家认为，以数字化、网络化、个性化、定制化为特点的3D打印制造技术将推动第三次工业革命。金属3D打印机可以打印金属件的打印机，现在常见的打印技术就是激光选区融化（熔融），将各种金属粉末进行激光高温熔化成型，简称LSM，可以将许多不同的金属粉末融化成型，如不锈钢，钴铬合金，钛合金，模具钢，贵金属等金属粉末。

现有的SLM打印技术，当粉料为金属粉料时，存在打印精度较低的缺陷。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：怎样提供一种能够更好地提高金属粉末的激光熔融3D打印制造精度的基于金属粉末的激光熔融3d打印方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于金属粉末的激光熔融3d打印方法，采用计算机将产品沿高度方向划分为若干层，从下到上将金属粉末逐层铺平后采用激光熔融的方式，按照每层的产品轮廓逐层打印直至产品成形，其特征在于，在金属粉末铺设打印之前先对其进行消磁处理。

申请人研究发现，金属粉末打印精度很难提高，很大部分原因在于当金属粉末中存在铁磁性较强或者易带电的金属粉末成分时，在输送以及混合过程中，容易因携带了电荷等原因而呈现出一定的电磁特性。这样在打印时的铺粉和激光熔化过程中，容易因为电磁特性产生金属颗粒之间的聚合性能影响其均匀熔化的效果，同时电磁力的存在也会影响金属电子吸收激光能量实现能级跃迁的效果，进而对3D打印成形的精度造成了较大的影响。故本方案中，在金属粉末铺设打印之前，先对其进行消磁处理。破坏掉其因电磁特性导致的粉末间聚合力，消除该现象对激光打印过程的影响，故能够更好地提高激光熔融打印精度。提高产品成形质量。

进一步地，采用对金属粉末施加交流脉冲电磁场实现消磁处理。

采用交流脉冲电磁场的方式消磁，在交流脉冲磁场干扰下，金属粉末磁体内部磁场结构会被打乱实现消磁，具有操作方便简单，消磁效果优异的特点。

进一步地，本方法采用一种激光熔融3d打印设备实现，激光熔融3d打印设备包括能够衔接配合的成形缸装置、激光打印装置和铺粉装置，铺粉装置的输入端和一个送粉箱相连，送粉箱内设置有消磁装置。

其中，成形缸装置、打印装置和铺粉装置均为成熟的现有技术，不在此详细介绍，创新性的地方在于铺粉装置的送粉箱内设置有消磁装置。这样当打印材料为金属粉末时，可以靠消磁装置实现消磁。避免金属粉末携带的电磁特性对打印过程造成的影响，提高打印精度。

进一步地，送粉箱内具有一个盛粉腔，消磁装置包括位于盛粉腔内的一根消磁杆，消磁杆内设置有消磁线圈，消磁线圈和送粉箱上的一个交流脉冲控制器相连。