[发明专利]一种丝-粉-气-电弧同轴的3D打印方法

摘要

本发明涉及一种丝‑粉‑气‑电弧同轴的3D打印方法。该方法通过丝‑粉‑气‑电弧同轴的3D打印装置实现，该装置包括气体保护焊枪和同轴气粉传送装置，气体保护焊枪为熔化极。同轴气粉传送装置，包括送粉装置、送气装置和同轴螺旋气粉罩。该同轴气粉传送装置为多通道结构，且各通道均配有送粉调速器和送气流量计。利用本装置进行3D打印的方法，可实现对添粉速率实时调控，适用于常规金属制品、梯度材料以及复合材料的增材制造，且所获制品成分均匀，产品加工短、后续加工量少。

主权项

1.一种丝‑粉‑气‑电弧同轴的3D打印方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤1，根据目标高氮钢制品的合金成分，得到合金元素i与铁元素的成分比，确定送入熔池送粉原料的j种原料质量与送丝原料质量比α1:α2:α3…:αj:β；其中，j为2‑8；步骤2，根据送入熔池的送粉原料的质量与送丝原料的质量比确定送粉速率V_fj与送丝速率Vs参数匹配关系其中V_fj为原料粉末j的送粉速率，单位为g/min；Vs为送丝速率，单位为m/min；d为送丝原料直径，单位为m；ρ为送丝原料密度，单位为g/m³；Δt为时间，单位为min，m_粉j为送入熔池的送粉原料的质量，m_丝为送入熔池的送丝原料的质量；步骤3，选取送丝速率Vs为1.5m/min～12m/min，得出各原料粉末j的送粉速率Vfj；步骤4，启动3D打印的装置，在气粉同轴传送装置上调节送气速率和送粉速率Vfj，在熔化极气体保护焊枪上调节保护气速率和送丝速率Vs，进行焊接；步骤5，根据目标钢制品形状尺寸确定3D打印路线，以焊接速率v进行堆焊，每一层堆焊完时，将焊枪提高一个层厚，重复堆焊过程最终获得高氮钢制品。