量(_，即激光工作位置距焦點(diǎn)的位置)、準(zhǔn)直氣大小(Bar)、單點(diǎn)熔道寬、單點(diǎn)熔道高、單點(diǎn)熔覆堆積提升量。采用該種間歇式光加載方式，得到的基體分支結(jié)構(gòu)I與輔助分支結(jié)構(gòu)2的尺寸大小為單點(diǎn)熔道尺寸大小，與光斑直徑相當(dāng)。
[0027]S3、根據(jù)待成形零件的結(jié)構(gòu)對其分層切片，獲取每一層的成形路徑，即計(jì)算激光工作頭20工作的路徑。該步驟也可在步驟S1、S2之前進(jìn)行。
[0028]S4、調(diào)整激光工作頭20的角度與位置，以輔助分支結(jié)構(gòu)2作為基體，按照步驟S3獲得的成形路徑，采用激光連續(xù)加載的方式來加載激光，先成形待成形零件的最底層3，獲取待成形零件的底層形貌，輔助分支結(jié)構(gòu)2則成為最底層的一部分。待最底層3成形完畢后，然后以最底層3作為新的基體逐層地熔覆疊加，最終成形待成形零件。在成形的過程中，激光加載時(shí)激光工作頭20的軸線應(yīng)垂直于輔助分支結(jié)構(gòu)2。
[0029]在本實(shí)施例中，輔助分支結(jié)構(gòu)2將待成形零件分隔成形相互對稱的兩部分，這樣，在成形最底層時(shí)，此處以輔助分支結(jié)構(gòu)2作為基體，采用對稱連續(xù)熔覆的方式成形獲取最底層，如圖4、圖5所示。
[0030]S5、將基體分支結(jié)構(gòu)I從待成形零件上切除，便可獲得最終的待成形零件。切除時(shí)僅需從基體分支結(jié)構(gòu)I的頂端與成形零件的結(jié)合面進(jìn)行切割即可將成形零件分離下來，切除時(shí)工作量小，分離效率高。
[0031]
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別主要在于，待成形零件的最底層呈環(huán)狀。在步驟S2成形輔助分支結(jié)構(gòu)2時(shí)，該輔助分支結(jié)構(gòu)2成形為與最底層的環(huán)狀相對應(yīng)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，然后以該環(huán)狀的輔助分支結(jié)構(gòu)2成形最底層，繼而激光熔覆成形待成形零件。
[0032]綜上，本發(fā)明的一種無基體無支撐零件激光熔覆自由成形方法，其基于連續(xù)光加載方式和中空激光技術(shù)，提出了間歇式光加載方式來熔覆成形纖細(xì)狀的分支結(jié)構(gòu)，并以該分支結(jié)構(gòu)作為基體熔覆成形待成形零件的最底層，然后以該最底層作為新的基體，采用一般的快速成形方法成形獲得所需零件。成形完畢后只需沿纖細(xì)狀分支結(jié)構(gòu)與成形零件相結(jié)合的位置處切割即可將成形零件分離下來，操作十分簡單、快速。
[0033]在本發(fā)明的零件自由成形過程中，由于采用纖細(xì)狀分支結(jié)構(gòu)作為基體，這樣不僅可以在水平工作臺上成形零件，也可以在不同傾斜角度的工作臺，例如豎直放置的工作臺上成形零件，這樣擴(kuò)大了激光熔覆成形的工作范圍。
[0034]
上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無基體無支撐金屬零件激光恪覆自由成形方法，其特征在于，所述成形方法包括如下步驟: 51、在基座上沿豎直方向加載激光，以在所述基座上形成沿豎直方向延伸的纖細(xì)狀結(jié)構(gòu)作為基體分支結(jié)構(gòu)； 52、根據(jù)待成形零件的底面結(jié)構(gòu)來調(diào)整激光加載方向，并以所述基體分支結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)作為起點(diǎn)來加載激光，形成另一纖細(xì)狀結(jié)構(gòu)作為輔助分支結(jié)構(gòu)，其中，所述輔助分支結(jié)構(gòu)位于所述待成形零件的底面上； 53、根據(jù)待成形零件的結(jié)構(gòu)對其分層切片，并獲取每一層的成形路徑； 54、以所述輔助分支結(jié)構(gòu)作為基體，按照步驟S3獲得的成形路徑，采用激光連續(xù)加載的方式來加載激光，先成形所述待成形零件的最底層，獲取所述待成形零件的底層形貌，然后以所述最底層作為新的基體逐層地熔覆疊加，最終成形所述待成形零件； 55、將所述基體分支結(jié)構(gòu)從所述待成形零件上切除，獲得最終的所述待成形零件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無基體無支撐金屬零件激光熔覆自由成形方法，其特征在于，所述步驟SI與所述步驟S2中，激光加載時(shí)分別采用間歇式光加載方式進(jìn)行加載。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無基體無支撐金屬零件激光熔覆自由成形方法，其特征在于，所述步驟SI與所述步驟S2中，激光加載的加工參數(shù)按照單點(diǎn)熔覆試驗(yàn)獲得。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無基體無支撐金屬零件激光熔覆自由成形方法，其特征在于，所述的加工參數(shù)包括激光功率、送粉量、離焦量、準(zhǔn)直氣大小、單點(diǎn)熔道寬、單點(diǎn)熔道高、單點(diǎn)熔覆堆積提升量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無基體無支撐金屬零件激光熔覆自由成形方法，其特征在于，所述步驟Si中，激光加載時(shí)激光工作頭豎直向下并垂直于所述基座。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無基體無支撐金屬零件激光熔覆自由成形方法，其特征在于，所述步驟S4中，激光加載時(shí)激光工作頭的軸線垂直于所述輔助分支結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無基體無支撐金屬零件激光熔覆自由成形方法，其特征在于，所述待成形零件的最底層呈環(huán)狀，所述輔助分支結(jié)構(gòu)為與所述最底層的環(huán)狀相對應(yīng)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無基體無支撐金屬零件激光熔覆自由成形方法，其特征在于，所述待成形零件的最底層為平面，所述輔助分支結(jié)構(gòu)呈細(xì)條狀。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無基體無支撐金屬零件激光熔覆自由成形方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述輔助分支結(jié)構(gòu)將所述待成形零件分隔成為相互對稱的兩部分；所述步驟S4中，成形所述最底層時(shí)以所述輔助分支結(jié)構(gòu)作為基體，采用對稱連續(xù)熔覆的方式成形獲取所述最底層。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述的無基體無支撐金屬零件激光熔覆自由成形方法，其特征在于，所述步驟S3在步驟S1、S2之前完成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無基體無支撐金屬零件激光熔覆自由成形方法，其基于連續(xù)光加載方式和中空激光技術(shù)，提出了間歇式光加載方式來熔覆成形纖細(xì)狀的分支結(jié)構(gòu)，并以該分支結(jié)構(gòu)作為基體熔覆成形待成形零件的最底層，然后以該最底層作為新的基體，采用一般的快速成形方法成形獲得所需零件。成形完畢后只需沿纖細(xì)狀分支結(jié)構(gòu)與成形零件相結(jié)合的位置處切割即可將成形零件分離下來，操作十分簡單、快速。采用該種成形方法，可在不同角度位置下的工作臺上成形零件，擴(kuò)大了激光熔覆成形的工作范圍。
【IPC分類】B22F3/105, B33Y10/00
【公開號】CN105108144
【申請?zhí)枴緾N201510622039
【發(fā)明人】石世宏, 賈帥, 王聰, 傅戈雁
【申請人】蘇州大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月28日