[发明专利]航空器损伤金属微滴喷射3D打印原位快速修复方法

摘要

本发明公开了一种航空器损伤金属微滴喷射3D打印原位快速修复方法，用于解决现有航空器损伤修复方法实用性差的技术问题。技术方案是金属熔体在其内部压力作用下，通过喷嘴喷射出单颗均匀的微米级金属熔滴，并基于离散堆积原理，控制均匀金属微熔滴按照指定轨迹的逐点、逐层定向堆积，进而完成受损金属零件的快速修复成型。该修复方法无需大型能源设备，无需专用原材料，可实现包括活泼金属在内的多材质受损件原位修复，且修复设备便携，工序简单，成本低廉，可完成航空器损伤的原位柔性快速修复，实用性强。

主权项

1.一种航空器损伤金属微滴喷射3D打印原位快速修复方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、采用喷砂工艺或酸碱腐蚀方法对航空器的待修复区域(20)进行预处理，去除表面的氧化层和杂质；步骤二、通过真空吸盘(2)将金属微滴喷射3D打印原位快速修复装置吸附固定在航空器受损件(1)表面，调节快速锁紧伸缩杆(13)、真空吸盘快速锁紧万向节(3)和伸缩杆快速锁紧万向节(14)，使得二维激光轮廓扫描仪(19)位于待修复区域(20)的正上方；步骤三、二维激光轮廓扫描仪(19)配合X轴(10)或Y轴(11)的一维直线运动，获得待修复区域(20)的三维轮廓数据，通过数据处理，获得金属微熔滴的沉积路径控制程序与液滴沉积位置的定位信息；步骤四、通过导轨(15)、伺服电机(16)、丝杠(17)和滑块(18)的匹配工作使得金属熔滴发生器(8)移动至航空器受损件(1)待修复区域(20)的正上方，完成工位的切换；步骤五、通过X轴(10)与Y轴(11)的匹配运动，根据步骤三中获得的液滴沉积位置定位信息，将喷嘴(6)对焦至初始液滴的沉积位置，通过Z轴(12)运动使得喷嘴(6)距离待修复区域(20)表面10‑15mm；步骤六、通过柔性密封罩(7)将金属熔滴发生器(8)与待修复区域(20)进行连通式包裹，再通过密封胶带(4)对包裹的空间进行密封处理；步骤七、根据航空器受损件(1)的基体材质，选择金属或者合金材料作为修复的原材料放入金属熔滴发生器(8)中，并对金属熔滴发生器(8)进行密封处理；步骤八、通过气阀(5)对步骤六中完成的密封空间进行抽气处理，将其内部气体完全抽空，再充满99.999％的高纯氩气，保证其内部工作环境的氧气含量和水汽含量均低于10ppm，即在喷嘴(6)与待修复区域(20)间形成一个局部密闭的低氧、低水工作环境，防止在修复过程中发生氧化现象，破坏修复精度；步骤九、开启金属熔滴发生器(8)的内部加热装置，控制工艺参数，通过金属熔滴发生器(8)按需喷射出金属熔滴(21)，再按照步骤三中获得的金属微熔滴沉积路径控制程序，配合X轴(10)、Y轴(11)和Z轴(12)的协调匹配三维运动，进行逐点、逐层修复成型，直至修复结束。