一种连接区域成形方法技术

本申请公开了一种连接区域成形方法，所述成形方法包括以下步骤：获取第一零件工艺模型；将第一零件工艺模型进行分体处理，获得第一分体件和第二分体件；第一分体件和第二分体件之间存在连接区域；基于连接区域，获得连接区域的最大厚度；获取激光送粉装置；基于所述激光送粉装置，获得所述激光送粉装置的粉焦高度、送粉角度和熔覆头半径；基于粉焦高度、送粉角度、熔覆头半径和连接区域的最大厚度，获得梯度坡口参数；基于梯度坡口参数，对第一零件工艺模型的连接区域进行梯度坡口加工，获得连接区域仿真模型；基于连接区域模型进行激光送粉加工，获得目标连接区域。获得目标连接区域。获得目标连接区域。

【技术实现步骤摘要】
一种连接区域成形方法


[0001]本申请涉及增材制造
，尤其涉及一种连接区域成形方法。

技术介绍

[0002]随着飞机整体化设计的提出以及飞机尺寸及承载量的不断加大，大尺寸复杂构件的制造需求越来越强烈，为制造出大尺寸复杂零件，目前采用激光增材连接分体件成形技术解决设备成形尺寸受限、成形变形大等问题。
[0003]激光增材连接分体件成形技术是激光熔化沉积成形技术的衍生物，可实现连接区组织形态可控、热影响区最小化，解决了传统连接方法连接件厚度限制的问题。但通过现有激光送粉3D打印设备打印获得的连接区域无法满足应用需求。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的是提供一种连接区域成形方法，旨在解决现有激光送粉3D打印设备打印获得的连接区域无法满足应用需求的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请提出了：一种连接区域成形方法，包括以下步骤：
[0006]获取第一零件工艺模型；
[0007]将所述第一零件工艺模型进行分体处理，获得第一分体件和第二分体件；其中所述第一分体件和所述第二分体件之间存在连接区域；基于所述连接区域，获得连接区域的最大厚度；
[0008]获取激光送粉装置；基于所述激光送粉装置，获得所述激光送粉装置的粉焦高度、送粉角度和熔覆头半径；
[0009]基于所述粉焦高度、所述送粉角度、所述熔覆头半径和所述连接区域的最大厚度，获得梯度坡口参数；其中，所述梯度坡口参数包括梯度坡口数量、梯度过渡宽度、梯度坡口厚度和梯度坡口角度；
[0010]基于所述梯度坡口参数，对所述第一零件工艺模型的连接区域进行梯度坡口加工，获得连接区域仿真模型；基于所述连接区域模型进行激光送粉加工，获得目标连接区域。
[0011]作为本申请一些可选实施方式，所述基于所述粉焦高度、所述送粉角度、所述熔覆头半径和所述连接区域的最大厚度，获得梯度坡口参数，包括：
[0012]将所述粉焦高度和所述连接区域的最大厚度进行比较，获得比较结果；
[0013]基于所述比较结果、所述送粉角度、所述熔覆头半径和所述连接区域的最大厚度，获得梯度坡口参数。
[0014]作为本申请一些可选实施方式，若所述粉焦高度大于所述连接区域的最大厚度，则梯度坡口数量为2，梯度过渡宽度≤5mm，第一梯度坡口厚度不超过连接区域最大厚度的二分之一。
[0015]作为本申请一些可选实施方式，若所述粉焦高度小于等于所述连接区域的最大厚
度，则所述连接第一梯度坡口的厚度≤10mm，其余梯度坡口的厚度≤(粉焦高度
‑
5)mm。
[0016]作为本申请一些可选实施方式，若所述粉焦高度小于等于所述连接区域的最大厚度，则梯度坡口数量通过如下关系式获得：
[0017]梯度坡口数量＞(h
‑
h1)/(H
‑
5)+1
[0018]其中，h表示为连接区域的最大厚度，H表示为粉焦高度，所述h1表示为连接第一梯度坡口的厚度。
[0019]作为本申请一些可选实施方式，若所述粉焦高度小于等于所述连接区域的最大厚度，则所述连接第一梯度坡口的坡口角度β为50
°
～70
°
；其他梯度坡口的坡口角度β
x
为：送粉角度θ＜β
x
≤45
°
。
[0020]作为本申请一些可选实施方式，若所述粉焦高度小于等于所述连接区域的最大厚度，则所述连接第一梯度坡口的梯度过渡宽度L≤5mm，其他梯度坡口的梯度过渡宽度L
x
≥熔覆头最大半径R
‑
(粉焦高度H
‑
5)*tanβ
n
‑1；其中，所述β
n
‑1是指第n个梯度坡口的坡口角度。
[0021]作为本申请一些可选实施方式，在所述获取第一零件工艺模型之前，包括：
[0022]基于应用场景，获得零件目标仿真模型；
[0023]将所述零件目标仿真模型进行简化处理和增厚处理，获得第一零件工艺模型。
[0024]作为本申请一些可选实施方式，所述将所述零件目标仿真模型进行简化处理和增厚处理，获得第一零件工艺模型，包括：
[0025]将所述零件目标仿真模型的细小特征删除后，每个零件面进行增厚≥5mm，获得第一零件工艺模型。
[0026]作为本申请一些可选实施方式，所述基于所述梯度坡口参数，对所述第一零件工艺模型的连接区域进行梯度坡口加工，获得连接区域仿真模型；基于所述连接区域模型进行激光送粉加工，获得目标连接区域，包括：
[0027]基于所述梯度坡口参数，对所述第一零件工艺模型的连接区域进行梯度坡口加工，获得连接区域仿真模型；
[0028]基于所述连接区域仿真模型中若干梯度坡口的坡口角度，获得若干所述梯度坡口的激光送粉能量密度值；
[0029]基于所述激光送粉能量密度值，获得若干所述梯度坡口的成形工艺参数；
[0030]基于所述成形工艺参数进行激光送粉加工，获得目标连接区域。
[0031]作为本申请一些可选实施方式，所述能量密度值通过如下关系式获得：
[0032]VED＝P/(VHD)
[0033]其中，VED表示为能量密度值，P表示为激光功率，V表示为扫描速度，H表示为层厚，D表示为扫描间距。
[0034]由于现有激光送粉3D打印设备通常是以同轴送粉为主，而激光同轴送粉的熔覆头粉焦高度一般是固定的，如20～80mm内，因此导致在对较厚的连接区域进行激光送粉时，无法达到预期效果。具体来说，连接区域的坡口以“V”型和“X”型为主，因此当连接区域坡口角度过小时，在激光送粉过程中，坡口底部气体无法溢出，从而导致在凝固后，气体被封锁在连接区域形成气孔缺陷，进而导致所成形的连接区域的连接性能较差；若连接区域坡口角度过大时，则会导致连接区域较大，激光送粉时的沉积量过大，在凝固后会导致连接区域易出现变形。因此，本申请实施例针对上述技术问题，提出了一种连接区域的成形方法，即：获
取第一零件工艺模型；将所述第一零件工艺模型进行分体处理，获得第一分体件和第二分体件；其中所述第一分体件和所述第二分体件之间存在连接区域；基于所述连接区域，获得连接区域的最大厚度；获取激光送粉装置；基于所述激光送粉装置，获得所述激光送粉装置的粉焦高度、送粉角度和熔覆头半径；基于所述粉焦高度、所述送粉角度、所述熔覆头半径和所述连接区域的最大厚度，获得梯度坡口参数；其中，所述梯度坡口参数包括梯度坡口数量、梯度过渡宽度、梯度坡口厚度和梯度坡口角度；基于所述梯度坡口参数，对所述第一零件工艺模型的连接区域进行梯度坡口加工，获得连接区域仿真模型；基于所述连接区域模型进行激光送粉加工，获得目标连接区域。可以看出，本申请实施例所述技术方案基于熔覆头粉焦高度，对连接区域的坡口数量、坡口高度以及坡口角度进行了特殊计算，进而解决了连接区域厚度受限的技术问题。另一方面，通过本申请计算所获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连接区域成形方法，其特征在于，包括以下步骤：获取第一零件工艺模型；将所述第一零件工艺模型进行分体处理，获得第一分体件和第二分体件；其中所述第一分体件和所述第二分体件之间存在连接区域；基于所述连接区域，获得连接区域的最大厚度；获取激光送粉装置；基于所述激光送粉装置，获得所述激光送粉装置的粉焦高度、送粉角度和熔覆头半径；基于所述粉焦高度、所述送粉角度、所述熔覆头半径和所述连接区域的最大厚度，获得梯度坡口参数；其中，所述梯度坡口参数包括梯度坡口数量、梯度过渡宽度、梯度坡口厚度和梯度坡口角度；基于所述梯度坡口参数，对所述第一零件工艺模型的连接区域进行梯度坡口加工，获得连接区域仿真模型；基于所述连接区域模型进行激光送粉加工，获得目标连接区域。2.根据权利要求1所述连接区域成形方法，其特征在于，所述基于所述粉焦高度、所述送粉角度、所述熔覆头半径和所述连接区域的最大厚度，获得梯度坡口参数，包括：将所述粉焦高度和所述连接区域的最大厚度进行比较，获得比较结果；基于所述比较结果、所述送粉角度、所述熔覆头半径和所述连接区域的最大厚度，获得梯度坡口参数。3.根据权利要求2所述连接区域成形方法，其特征在于，若所述粉焦高度大于所述连接区域的最大厚度，则梯度坡口数量为2，梯度过渡宽度≤5mm，第一梯度坡口厚度不超过连接区域最大厚度的二分之一。4.根据权利要求2所述连接区域成形方法，其特征在于，若所述粉焦高度小于等于所述连接区域的最大厚度，则所述连接第一梯度坡口的厚度≤10mm，其余梯度坡口的厚度≤(粉焦高度
‑
5)mm。5.根据权利要求4所述连接区域成形方法，其特征在于，若所述粉焦高度小于等于所述连接区域的最大厚度，则梯度坡口数量通过如下关系式获得：梯度坡口数量＞(h
‑
h1)/(H
‑
5)+1其中，h表示为连接区域的最大厚度，H表示为粉焦高度，所述h1表示为连接第一梯度坡口的厚度。6.根据权利要求4所述连接区域成形方法，其特征在于，若所述粉焦高度小于等于所述连接区域的最大厚度，则所述连接第一梯度坡口的坡口角度β为5...

【专利技术属性】
技术研发人员：易涛，成靖，荣鹏，方欣，陈勇，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：