预制砂型支撑增材制造打印金属零件的方法.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CN110303157A(43)申请公布日2019.10.08(21)申请号201910710061.XB33Y10/00(2015.01)(22)申请日2019.08.02(71)申请人南京中科煜宸激光技术有限公司地址210000江苏省南京市经济技术开发区恒飞路19号(72)发明人黄金鑫嵇书伟孙中刚邢飞唱丽丽(74)专利代理机构南京德铭知识产权代理事务所(普通合伙)32362代理人娄嘉宁(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)C22C14/00(2006.01)C22C9/02(2006.01)C22C21/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图6页(54)发明名称预制砂型支撑增材制造打印金属零件的方法(57)摘要本发明提出一种预制砂型支撑增材制造打印金属零件的方法。以预制砂型件作为第一支撑，以沿着基板的水平方向，间隔设置在预制砂型件之间的金属支撑件作为第二支撑，在预制砂型件和金属支撑件构成的支撑结构表面，采用增材制造技术打印所述的金属零件：先将所有预制砂型件按照相应位置放置在基板上，并在金属支撑件的预留位置，在基板上送粉/送丝打印与预制砂型件贴合的金属支撑件，在打印金属零件之前，在预制砂型件打印位置上先喷射金属粉末作表面处理，再采用增材制造技术打印金属零件。本发明防止了送粉/送丝打印阶段因无结构支撑导致熔池倒塌，从而导致打印失败的缺陷，且本发明避免了多余的机械加工，减少复杂结构金属零件的成型成本。CN110303157ACN110303157A权利要求书1/1页1.一种预制砂型支撑增材制造打印金属零件的方法，其特征在于，以预制砂型件作为第一支撑，以沿着基板的水平方向，间隔设置在预制砂型件之间的金属支撑件作为第二支撑，在预制砂型件和金属支撑件构成的支撑结构表面，采用增材制造技术打印所述的金属零件，具体的打印步骤为：先将所有预制砂型件按照相应位置放置在基板上，并在金属支撑件的预留位置，在基板上送粉/送丝打印与预制砂型件贴合的金属支撑件，在打印金属零件之前，在预制砂型件打印位置上先喷射金属粉末作表面处理，再采用增材制造技术打印金属零件。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属粉末的材质与金属零件的材质一致。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预制砂型件采用3D喷墨打印技术打印。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，金属零件或/和金属支撑件采用增材制造技术送粉打印。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，送粉打印金属零件和金属支撑件时，打印高度为0.6～0.8mm，激光功率为900～1500w，扫描速度为480～720mm/min，扫描间距为1.7mm。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，金属零件或/和金属支撑件采用增材制造技术送丝打印。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，送丝打印金属零件和金属支撑件时，打印高度为1～1.5mm，送丝打印采用CMT焊接技术，送丝速度7.5-8.5m/min；焊接速度0.006-0.01m/s；干伸长8mm；气流量25L/min。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预制砂型件和金属支撑件构成的支撑结构中，预制砂型件的数量不小于1，且每间隔2～10mm设置一个金属支撑件，优选间隔4～6mm设置一个金属支撑件。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预制砂型件材质包括如下任意一种：二氧化硅、氧化铝、氮化硅、石墨，金属零件与金属支撑件的材质相同，包括如下任意一种：不锈钢、钛合金、铜合金、铝合金。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括打印结束后，依次去除预制砂型件、金属支撑件和基板的步骤。2CN110303157A说明书1/7页预制砂型支撑增材制造打印金属零件的方法技术领域[0001]本发明涉及增材制造领域，具体而言提出增材制造中基于预制砂型送粉/送丝打印复杂金属零件的方法。背景技术[0002]3D打印现已较多用于铸造领域中，常用的技术有：熔融沉积快速成型技术(FDM)、光固化成型技术(SLA)、选择性激光烧结技术(SLS)、无模铸型制造技术(PCM)、3D喷墨打印技术(3DP)。3DP是替代传统铸造用铸型和铸芯的理想成型方式，成型过程无需铸模和混砂等操作，完美的融合了传统产业和增材制造技术。利用3DP生产铸型、铸芯既推广了3D打印的发展，又是促进了铸造行业的技术革新。[0003]砂型打印砂型原材料比较特殊，打印过程并不出现扬尘，砂型与粘合剂之间的作用均在相对封闭的箱体内进行，减少了对环境的污染，减少了对人体的伤害。其次，3D打印制造模具省去了制作模具的过程，节约成本的同时，提高了产品生产的灵活性。再次，3D打印提高了产品的精度和质量，成型复杂零件的能力大大加强