基于激光焊接的超聲噴丸的3d打印技術的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于激光焊接的超聲噴丸的3D打印技術，在電腦中構建制件三維模型，然后根據板料的厚度對三維模型進行切片，得到制件各個高度處的剖面形狀，采用銑削加工的方式從板料上截取所需的剖面。在疊加成型過程中，高能激光束按一定的運動軌跡掃描零件的剖面，使該剖面上的材料與前一剖面的材料焊接在一起，并在焊接完成以后隨即對焊接部位進行高能超聲噴丸，對材料的組織及性能進行改善。本發(fā)明的基于激光焊接和超聲噴丸的3D打印技術用金屬薄板進行層疊焊接，并在焊接完成以后隨即對焊接部位進行超聲噴丸，使其發(fā)生局部塑性變形，以改善材料微觀組織，提高制品的力學性能，使制造出來的零件能滿足一些重要承力部位的使用要求。
【專利說明】基于激光焊接的超聲噴丸的3D打印技術
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于激光焊接的超聲噴丸的3D打印技術。
【背景技術】
[0002]3D打印技術是一種以數(shù)字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術，世界上第一臺3D打印機誕生于1986年。3D打印技術最突出的優(yōu)點是無需機械加工或模具，就能直接從計算機圖形數(shù)據中生成任何形狀的物體，從而極大地縮短產品的研制周期，提高生產率和降低生產成本。對于金屬制品，目前常采用激光選取燒結技術進行3D打印，如德國EOS (Electro Optical System)公司的M280疊加工藝制造機；而瑞士的Arcam公司電子流熔化粉末微粒技術進行3D打印。傳統(tǒng)粉末激光燒結或者電子束熔凝的3D打印方法，打印出來的金屬制品微觀組織形態(tài)為鑄造態(tài)，組織力學性能較差，不能滿足一些重要部位的要求。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是:為解決上述存在的問題，提供一種基于激光焊接和超聲噴丸的3D打印技術，解決普通3D打印機打印出來的金屬制品微觀組織形態(tài)為鑄造態(tài)，組織力學性能較差的問題
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種基于激光焊接和超聲噴丸的3D打印技術，首先在電腦中構建制件三維模型，然后根據板料的厚度對三維模型進行切片，得到制件各個高度處的剖面形狀，采用銑削加工的方式從板料上截取所需的剖面，將合適寬度的板料放置在可升降的工作臺上固定，用激光束沿一定的軌跡對零件的剖面進行掃描，使板料上的剖面區(qū)域與前面已經加工好的剖面完全焊接在一起，在激光束掃描運動的同時，激光焊點后方不遠處超聲噴丸的工具頭跟隨焊點運動，使其發(fā)生一定塑性變形，對已經焊接好的表面進行敲擊，待超聲噴丸完成后，利用球頭銑刀對零件該剖面位置處的內形和外形進行加工，將零件與板料分離，同時將零件加工到所需尺寸，以上步驟完成后將零件已打印好的部分下降一個剖面高度，并將板料抬高一定高度，板料向前運動一定距離后落下進入下一剖面的打印。
[0005]進一步地，零件在切削過程中用高壓保護氣體將其表面的切屑吹走。
[0006]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的基于激光焊接和超聲噴丸的3D打印技術用金屬薄板進行層疊焊接，并在焊接完成以后隨即對焊接部位進行超聲噴丸，使其發(fā)生局部塑性變形，以改善材料微觀組織，提高制品的力學性能，使制造出來的零件能滿足一些重要承力部位的使用要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0008]圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。【具體實施方式】
[0009]現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。
[0010]如圖1所示的一種基于激光焊接和超聲噴丸的3D打印技術，首先在電腦中構建制件三維模型，然后根據板料的厚度對三維模型進行切片，得到制件各個高度處的剖面形狀，采用銑削加工的方式從板料上截取所需的剖面，將合適寬度的板料放置在可升降的工作臺上固定，用激光束沿一定的軌跡對零件的剖面進行掃描，使板料上的剖面區(qū)域與前面已經加工好的剖面完全焊接在一起，在激光束掃描運動的同時，激光焊點后方不遠處超聲噴丸的工具頭跟隨焊點運動，使其發(fā)生一定塑性變形(由于此時焊接表面還未完全冷卻，所以容易發(fā)生塑性變形)，對已經焊接好的表面進行敲擊，待超聲噴丸完成后，利用球頭銑刀對零件該剖面位置處的內形和外形進行加工，將零件與板料分離(下刀深度與切削量根據實際情況調整)，同時將零件加工到所需尺寸，以上步驟完成后將零件已打印好的部分下降一個剖面高度，并將板料抬高一定高度，板料向前運動一定距離后落下進入下一剖面的打印，進一步地，零件在切削過程中用高壓保護氣體將其表面的切屑吹走，本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的基于激光焊接和超聲噴丸的3D打印技術用金屬薄板進行層疊焊接，并在焊接完成以后隨即對焊接部位進行超聲噴丸，使其發(fā)生局部塑性變形，以改善材料微觀組織，提高制品的力學性能，使制造出來的零件能滿足一些重要承力部位的使用要求。
[0011]本發(fā)明采用金屬薄板作為原料，采用分層加工、疊加成型的方式來實現(xiàn)制件的3D實體打印。分層加工指，首先在電腦中構建制件三維模型，然后根據板料的厚度對三維模型進行切片，得到制件各個高度處的剖面形狀，采用銑削加工的方式從板料上截取所需的剖面。在疊加成型過程中，高能激光束按一定的運動軌跡掃描零件的剖面，使該剖面上的材料與前一剖面的材料焊接在一起，并在焊接完成以后隨即對焊接部位進行高能超聲噴丸，對材料的組織及性能進行改善。
[0012]以上述依據本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【權利要求】
1.一種基于激光焊接和超聲噴丸的3D打印技術，首先在電腦中構建制件三維模型，然后根據板料的厚度對三維模型進行切片，得到制件各個高度處的剖面形狀，采用銑削加工的方式從板料上截取所需的剖面，將合適寬度的板料放置在可升降的工作臺上固定，用激光束沿一定的軌跡對零件的剖面進行掃描，使板料上的剖面區(qū)域與前面已經加工好的剖面完全焊接在一起，在激光束掃描運動的同時，激光焊點后方不遠處超聲噴丸的工具頭跟隨焊點運動，使其發(fā)生一定塑性變形，對已經焊接好的表面進行敲擊，待超聲噴丸完成后，利用球頭銑刀對零件該剖面位置處的內形和外形進行加工，將零件與板料分離，同時將零件加工到所需尺寸，以上步驟完成后將零件已打印好的部分下降一個剖面高度，并將板料抬高一定高度，板料向前運動一定距離后落下進入下一剖面的打印。
2.根據權利要求1所述的基于激光焊接和超聲噴丸的3D打印技術，其特征是:所述的零件在切削過程中用高壓保護氣體將其表面的切屑吹走。
【文檔編號】B23P15/00GK103753148SQ201410036448
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月25日 優(yōu)先權日:2014年1月25日
【發(fā)明者】王春艷, 陳國亮, 謝蘭生, 劉杰, 劉陽 申請人:常州機電職業(yè)技術學院