一种选区激光熔化工艺参数开发方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111992716A(43)申请公布日2020.11.27(21)申请号202010880302.8(22)申请日2020.08.27(71)申请人上海材料研究所地址200437上海市虹口区邯郸路99号(72)发明人刘臻吴文恒朱德祥卢林张亮王涛杨启云宋佳倪晓晴(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人褚明伟(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)B33Y50/02(2015.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种选区激光熔化工艺参数开发方法(57)摘要本发明涉及一种选区激光熔化工艺参数开发方法，包括：将待加工金属粉末D50的值作为选区激光熔化工艺的加工层厚度H；激光光束直径为d，将1.2d作为填充区域的扫描间距D；利用实验探索工件填充区域的最佳激光功率P和扫描速度v；将0.5P、0.5v和D作为基准值，使用实验在基准值附近探索轮廓区域的最佳激光功率PL、扫描速度vL、扫描间距DL；将0.5P、0.7v和0.7D作为上表面基准值，将0.5P、2v和0.4D作为下表面区域基准值，使用实验在基准值附近探索上表面区域的最佳激光功率PU、扫描速度vU、扫描间距DU，以及下表面区域的最佳激光功率PD、扫描速度vD、扫描间距DD。本发明可以显著缩短开发新材料选区激光熔化工艺参数的周期，节约开发成本。CN111992716ACN111992716A权利要求书1/2页1.一种选区激光熔化工艺参数开发方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)测量待加工金属粉末的粒径分布，并将D50的值作为选区激光熔化工艺的加工层厚度H；(2)测量选区激光熔化设备的激光光束直径d，并将1.2d作为填充区域的扫描间距D；(3)利用实验探索工件填充区域的最佳激光功率P和扫描速度v；(4)将0.5P、0.5v和D作为基准值，使用实验在基准值附近探索轮廓区域的最佳激光功率PL、扫描速度vL、扫描间距DL；(5)将0.5P、0.7v和0.7D作为上表面基准值，将0.5P、2v和0.4D作为下表面区域基准值，使用实验在基准值附近探索上表面区域的最佳激光功率PU、扫描速度vU、扫描间距DU，以及下表面区域的最佳激光功率PD、扫描速度vD、扫描间距DD。2.根据权利要求1所述选区激光熔化工艺参数开发方法，其特征在于，所述选区激光熔化工艺参数包含加工层厚度H、填充区域扫描间距D、填充区域激光功率P、填充区域扫描速度v、轮廓区域激光功率PL、轮廓区域扫描速度vL、轮廓区域扫描间距DL、下表面区域激光功率PD、下表面区域扫描速度vD、下表面区域扫描间距DD、上表面区域激光功率PU、上表面区域扫描速度vU、上表面区域扫描间距DU。3.根据权利要求1所述选区激光熔化工艺参数开发方法，其特征在于，所述待加工金属粉末选自市面常见的钛合金、铝合金、高温合金粉末材料以及新开发的可使用选区激光熔化技术加工的其他合金粉末材料。4.根据权利要求1所述选区激光熔化工艺参数开发方法，其特征在于，步骤(1)中，所述D50值使用激光粒度仪等检测设备得到，或由粉末材料供应商出具的检测报告得到。5.根据权利要求1所述选区激光熔化工艺参数开发方法，其特征在于，步骤(2)中，所述激光光束直径d由光束分析仪测量得到，或由设备供应商提供的设备说明书得到。6.根据权利要求1所述选区激光熔化工艺参数开发方法，其特征在于，步骤(3)中，所述实验内容包括：首先在较大的范围内选取多组不同的激光功率和扫描速度组成实验参数，仅使用填充区域工艺参数加工小方块试样，其他加工区域参数均为0，使用排水法测量小方块试样的致密度，选取致密度最高的试样的工艺参数作为基准，缩小实验工艺参数选取范围；重复前述步骤，当试样致密度超过99％时即可将此时的工艺参数作为填充区域的最佳工艺参数。7.根据权利要求1所述选区激光熔化工艺参数开发方法，其特征在于，步骤(4)中，所述实验内容包括：将0.5P、0.5v和D作为轮廓区域的基准值，在较小的范围内选取实验参数，加工小方块试样，试样的填充区域参数为最佳填充区域工艺参数，上下表面工艺参数为0；测量小方块试样的侧面粗糙度，选取侧面粗糙度较好的试样工艺参数作为轮廓区域的最佳工艺参数。8.根据权利要求6或7所述选区激光熔化工艺参数开发方法，其特征在于，所述小方块试样的尺寸为10*10*10mm3。9.根据权利要求1所述选区激光熔化工艺参数开发方法，其特征在于，步骤(5)中，所述实验内容包括：将0.5P、0.7v和0.7D作为上表面基准值，将0.5P、2v和0.4D作为下表面区域基准值，在较小的范围内选取实验参数，加工带有倾斜面的试样，试样的填充区域及轮廓区域参数为最佳填充区域工艺参数；分别测