本發(fā)明涉及一種Ti6Al4V粉末3D打印增材制造工藝，屬于3D打印增材制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

增材制造（Additive Manufacturing，AM）技術(shù)是一種由CAD模型直接驅(qū)動，將材料逐層或逐點堆積出實體零件的技術(shù)總稱，它是制造業(yè)領(lǐng)域正在迅速發(fā)展的一項新興技術(shù)，被稱為“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)”；它也是近年來得到廣泛關(guān)注的一項新興的先進(jìn)制造技術(shù)，被認(rèn)為是制造技術(shù)領(lǐng)域的又一次重大突破。增材制造技術(shù)能夠制造出傳統(tǒng)工藝無法加工或難以加工的幾乎任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的功能零部件，可有效節(jié)省材料、減少加工工序和制造時間。在航空類相關(guān)產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)和使用維護(hù)方面，具有巨大的實用價值和廣闊的應(yīng)用前景。增材制造的理念區(qū)別于傳統(tǒng)的“去除型”制造，與傳統(tǒng)材料去除——切削加工技術(shù)相比，是一種“自下而上、分層制造、逐層疊加”的加法制造思想，俗稱“3D打印”技術(shù)。

與傳統(tǒng)制造相比，3D打印具有如下優(yōu)勢：第一，3D打印技術(shù)可以制造傳統(tǒng)方法難以加工的復(fù)雜零件，并且零件越復(fù)雜，3D打印技術(shù)的優(yōu)勢越明顯；第二，3D打印可以制造難加工材料零件，特別是對于目前航空領(lǐng)域常用的不銹鋼、鈦合金、超硬鋁等材料的加工來說更具優(yōu)勢； 第三，3D打印特別適合應(yīng)用于新航空產(chǎn)品的研制階段，3D打印可以大大縮短產(chǎn)品的工藝準(zhǔn)備周期及制造流轉(zhuǎn)時間，使得單件試制、小批量生產(chǎn)的周期和成本降低； 第四，可以實現(xiàn)首件的凈成型，即“所見即所得”的加工，這樣可以減少后續(xù)輔助加工量，避免了委外加工的數(shù)據(jù)泄露和時間跨度，更有利于航空產(chǎn)品的保密要求。 第五，3D打印可以提高生產(chǎn)自動化水平，勞動力使用減少，人為干預(yù)因素減少，可以實現(xiàn)視頻實時監(jiān)控。

但是，與傳統(tǒng)制造相比，目前Ti6Al4V粉末3D打印技術(shù)尚未制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及工藝方法，本發(fā)明針對金屬粉末鋪粉成型工藝提出了一種Ti6Al4V粉末3D打印增材制造工藝方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是針對目前Ti6Al4V粉末3D打印增材制造沒有統(tǒng)一的工藝方法提出的一種Ti6Al4V粉末激光選區(qū)燒結(jié)成型零件的工藝方法，從而可以進(jìn)一步有效的提高Ti6Al4V粉末3D打印技術(shù)在航空航天制造領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

一種Ti6Al4V粉末3D打印增材制造工藝，其工藝流程如下：

1)、工藝設(shè)計：首先將三維數(shù)模導(dǎo)入，然后對三維數(shù)模進(jìn)行按每層0.03mm進(jìn)行分層，并搭建工藝支撐；

2)、加工前準(zhǔn)備：

（a）清理機(jī)床：將3D打印機(jī)床清理干凈，保證不含雜質(zhì)及其他金屬粉末；

（b)校正刮刀水平度：對刮刀水平度進(jìn)行校正；

（c）沖入保護(hù)氣體：對3D打印機(jī)床工作腔內(nèi)持續(xù)不斷的沖入氬氣保護(hù)；

（d）裝入金屬粉末：將Ti6Al4V粉末裝入3D打印機(jī)床工作腔中；

（e）手工初步鋪平粉末：用鏟子將粉末手工初步鋪平；

（f）自動鋪平粉末：打開機(jī)床自動鋪粉功能，對粉末進(jìn)行進(jìn)一步鋪平；

（g）校正粉末水平度：對粉末的水平度進(jìn)行檢驗和校正

3）、零件打印

（a）送粉：利用刮刀將Ti6Al4V粉末從剩粉腔中送入打印工作腔；

（b）鋪粉：刮刀以每層0.03mm的厚度進(jìn)行鋪粉；

（c）刮刀退回：鋪粉完成后，刮刀向上抬高1mm，然后退回鋪粉起始位置；

（d）激光選區(qū)燒結(jié)：啟動激光器對鋪好的粉末進(jìn)行燒結(jié)；

（e）重復(fù)（b）、(c)、(d)三步直至零件打印完成；

（f）回收多余粉末：打印完成之后，對多余的粉末進(jìn)行回收處理；

4)、取出零件：

（a）穿好防護(hù)服、帶好口罩：在打開3D打印機(jī)床密閉腔之前需穿好工作服、帶好口罩，以免吸入重金屬顆粒；

（b）打開機(jī)床門、取出基板；

（c）用吸塵器吸出殘余粉末；

（d）用鉗子或線切割機(jī)床將零件從基板上取下；

5）、零件后處理：

（a）打光：鉗工對零件進(jìn)行表面打光；

（b）熱處理：對打印好的零件進(jìn)行退火處理；

（c）吹砂：對熱處理后的零件進(jìn)行去應(yīng)力吹砂；

6）、檢驗：對后處理好的零件進(jìn)行成品檢驗。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明有效的解決了Ti6Al4V粉末激光選區(qū)燒結(jié)的工藝方法問題，為Ti6Al4V粉末激光選區(qū)燒結(jié)3D打印成型提供了完整的工藝解決方案，打印出的零件表面質(zhì)量好，尺寸精度高，進(jìn)一步提高了Ti6Al4V粉末激光選區(qū)燒結(jié)3D打印技術(shù)在航空制造領(lǐng)域的應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述：

一種Ti6Al4V粉末3D打印增材制造工藝，其工藝流程的特征如下：

1)工藝設(shè)計：首先將三維數(shù)模導(dǎo)入，然后對三維數(shù)模進(jìn)行按每層0.03mm進(jìn)行分層，并搭建工藝支撐；

2)加工前準(zhǔn)備：

（a）清理機(jī)床：將3D打印機(jī)床清理干凈，保證不含雜質(zhì)及其他金屬粉末；

（b)校正刮刀水平度：對刮刀水平度進(jìn)行校正；

（c）沖入保護(hù)氣體：對3D打印機(jī)床工作腔內(nèi)持續(xù)不斷的沖入氬氣保護(hù)；

（d）裝入金屬粉末：將Ti6Al4V粉末裝入3D打印機(jī)床工作腔中；

（e）手工初步鋪平粉末：用鏟子將粉末手工初步鋪平；

（f）自動鋪平粉末：打開機(jī)床自動鋪粉功能，對粉末進(jìn)行進(jìn)一步鋪平；

（g）校正粉末水平度：對粉末的水平度進(jìn)行檢驗和校正

3）零件打印

（a）送粉：利用刮刀將Ti6Al4V粉末從剩粉腔中送入打印工作腔；

（b）鋪粉：刮刀以每層0.03mm的厚度進(jìn)行鋪粉；

（c）刮刀退回：鋪粉完成后，刮刀向上抬高1mm，然后退回鋪粉起始位置；

（d）激光選區(qū)燒結(jié)：啟動激光器對鋪好的粉末進(jìn)行燒結(jié)；

（e）重復(fù)（b）、(c)、(d)三步直至零件打印完成；

（f）回收多余粉末：打印完成之后，對多余的粉末進(jìn)行回收處理；

4)取出零件：

（a）穿好防護(hù)服、帶好口罩：在打開3D打印機(jī)床密閉腔之前需穿好工作服、帶好口罩，以免吸入重金屬顆粒；

（b）打開機(jī)床門、取出基板；

（c）用吸塵器吸出殘余粉末；

（d）用鉗子或線切割機(jī)床將零件從基板上取下；

5）零件后處理：

（a）打光：鉗工對零件進(jìn)行表面打光；

（b）熱處理：對打印好的零件進(jìn)行退火處理；

（c）吹砂：對熱處理后的零件進(jìn)行去應(yīng)力吹砂；

6）檢驗：對后處理好的零件進(jìn)行成品檢驗。

在工藝設(shè)計步驟中可以選擇：首先將三維CAD數(shù)模以STL格式導(dǎo)入Magics軟件，然后，對三維CAD數(shù)模進(jìn)行按每層0.03mm進(jìn)行分層，并搭建工藝支撐。