System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法技术_技高网

一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法技术

技术编号:40230581 阅读:11 留言:0更新日期:2024-02-02 22:32
本发明专利技术公开了一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,该方法为:打开磁场辅助装置,设置磁场强度与线圈最大工作温度;加工过程中,活塞上升,提供部分粉末到平面上,刮刀从料缸位置平移到成型缸位置,将粉末平整的铺在成型缸表面。计算机按照三维模型切片后的二维扫描轨迹控制激光器进行激光扫描,固体粉末在激光的照射下熔化凝固,烧结成零件的一个层面。在加工完一个层面后,料缸继续上升,为下一次铺粉提供粉末,成型缸下降,铺粉系统在成型缸平面上重新铺上一层粉末,继续下一层烧结加工。循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。本发明专利技术方法改善熔池流动行为,加快熔池内气泡上浮速度,抑制成型气孔缺陷,同时改善打印零件的微观组织。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于增材制造,具体涉及一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法


技术介绍

1、选择性激光熔化((selective laser melting简称slm)成形设备主要由电脑控制系统、激光系统、振镜控制系统、送粉系统、成形系统和气氛控制系统等组成,传统的slm工艺的加工过程如下:首先由料缸活塞上升,提供部分粉末到平面上,刮刀从料缸位置平移到成型缸位置,从而将粉末平整的铺在成型缸表面。接下来由计算机按照三维模型切片后的二维扫描轨迹控制激光器进行激光扫描,固体粉末在激光的照射下熔化凝固,烧结成零件的一个层面。在加工完一个层面后,料缸继续上升一个层厚,为下一次铺粉提供粉末,成型缸下降一个层厚,以便铺粉系统在平面上重新铺上一层粉末,继续下一层零件层面的烧结加工。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。在激光扫描期间,由于激光能量高,冲量大,瞬间产生的熔池很容易出现飞溅的情况。除此之外激光冲击熔池时会导致熔池产生剧烈扰动,熔池在瞬间凝固后易产生匙孔。因此slm工艺需要一种辅助装置来改善激光扫描过程中的熔池飞溅问题和气孔问题。


技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本专利技术提供了一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其可以通过在slm打印过程中对加工平面施加磁场,在熔池中产生定向的洛仑兹力,促进熔池中的气泡排出,从而抑制工件中的气孔缺陷,改善组织性能。

2、实现本专利技术目的提供一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,包括具体步骤如下:

3、步骤一、在成型舱中的料缸内放置足量打印粉末,在成型缸中用螺母安装固定金属基板,使基板平面与成型缸平面平行;

4、步骤二、将三维模型切片文件导入计算机,切片文件中包括激光扫描路径与激光扫描工艺参数(激光功率、扫描速度、光斑直径、扫描间距、加工层厚);

5、步骤三、在成型舱中通入保护气,使氧含量降低至300ppm,保护气为氩气或氮气;

6、步骤四、打开磁场辅助装置与冷却水,设置磁场强度与线圈最大工作温度,使金属基板处于均匀静磁场中。磁场辅助装置安装示意图由图一所示;

7、步骤五、开始打印。加工过程中,料缸活塞上升,刮刀从料缸位置平移到成型缸位置,将粉末平整的铺在金属基板表面。计算机按照三维模型切片后的二维扫描轨迹控制激光器进行激光扫描,固体粉末在激光的照射下熔化凝固,烧结成零件的单个层面。在加工完一个层面后,料缸继续上升,为下一次铺粉提供粉末,成型缸下降,铺粉系统在成型缸平面上重新铺上一层粉末,继续下一层零件层面烧结加工。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。

8、本专利技术相对于现有技术相比局域显著优点:使用磁场辅助装置在进行激光扫描过程中,由于电磁感应现象,熔池中的带电熔体会产生定向的洛伦兹力,改善熔池流动行为。由于熔池流体受到向下的洛伦兹力,可加快熔池内气泡上浮速度,同时在磁场的搅动下,熔池中的微小气泡容易团聚,形成大气泡而散出熔池,抑制成型气孔缺陷。同时磁场可以改善熔池内流体剧烈的扰动现象,改善打印零件的微观组织。

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【技术保护点】

1.一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤1中,金属基板选择与粉末同种合金制备的基板。

3.根据权利要求1所述的一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤3中,保护气体为氩气或者氮气。

4.根据权利要求1所述的一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤4中,所述磁场辅助装置设置于加工平面底部,围绕成型缸外表面安装。

5.根据权利要求1所述的一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤4中,所述磁场辅助装置由励磁线圈和冷却水管相互绕制组成,所述励磁线圈为纯铜聚酯漆包线绕制而成,直径范围1mm-5mm,许容电流范围56A-112A,耐温等级180℃。

6.根据权利要求1所述的一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤4中所述励磁线圈接入计算机,加工过程中线圈温度发生变化导致电流改变,通过计算机监测电流强度与磁场强度,以实时反馈调节电源电压保持电流和磁场稳定。

7.根据权利要求1所述的一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤4中,冷却水管一端放入控温水箱,一端连接在水泵上,水泵置于控温水箱中,温度传感器、水泵、控温水箱均连接计算机;所述控温水箱控温范围为0℃-50℃。

8.根据权利要求1所述的一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤4中,设置所需要的不同磁场,包括直流磁场,交流磁场,尖角磁场、旋转磁场以及可编程的其他波形的交变磁场。

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【技术特征摘要】

1.一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤1中,金属基板选择与粉末同种合金制备的基板。

3.根据权利要求1所述的一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤3中,保护气体为氩气或者氮气。

4.根据权利要求1所述的一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤4中,所述磁场辅助装置设置于加工平面底部,围绕成型缸外表面安装。

5.根据权利要求1所述的一种应用于增材的磁场振荡搅拌方法,其特征在于,步骤4中,所述磁场辅助装置由励磁线圈和冷却水管相互绕制组成,所述励磁线圈为纯铜聚酯漆包线绕制而成,直径范围1mm-5mm,许容电流范围5...

【专利技术属性】
技术研发人员:李振攀刘捷王汇王克鸿
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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