本发明属于激光3D打印技术领域，涉及一种三元叶轮叶片激光近净成形方法。
背景技术：
三元叶轮叶片是飞机发动机、汽轮机以及透平压缩机等现代动力装置的主要组成零件，它是一种复杂的空间扭转薄壁件，具有大倾斜和大扭转的结构特征，机械加工难度较大。传统的三元叶轮叶片加工方法主要包括：精密锻造、五轴数控铣削和数控电解加工。采用上述加工方式加工三元叶轮叶片时，往往需要复杂的锻造模具或加工过程中造成大量贵重材料的浪费，加工周期较长，加工成本较高。激光近净成形技术是一种新型的快速3D打印(增材制造)技术，能够实现各种高性能、复杂结构的快速、无模具、全致密近净成形。采用5轴数控系统是成形三元叶轮叶片等大倾斜、大扭转结构的一种常用方法，但5轴数控系统对激光近净成形系统的硬件要求高，增加了设备复杂性和零件加工成本，因此，如何在3轴开环条件下成形出具有高形状精度的三元叶轮叶片具有现实意义。目前，在3轴开环控制条件下激光近净成形三元叶轮叶片主要是通过对叶片中的悬臂结构和悬垂部位添加辅助支撑的方式来实现。张航，鲁中良，杨强，李涤尘，一种激光金属直接成形高嫡合金涡轮发动机热端部件的方法，中国发明专利，公开号CN104368814A，公开了一种激光金属直接成形高嫡合金涡轮发动机热端部件的方法，该方法利用激光金属直接成形技术，在3轴数控工作台条件下，通过对涡轮叶片中的悬臂结构和悬垂部位添加辅助支撑的方式，将高嫡合金粉末直接加工成形，得到了涡轮静叶片、涡轮动叶片等涡轮发动机热端部件。采用该方法需要在三维建模过程中对三维模型添加支撑，然后在后续加工过程中需要将多余支撑结构去除，工艺流程复杂，材料浪费严重。
技术实现要素：
为解决在3轴开环条件下，三元叶轮叶片激光近净成形过程中需要添加辅助支撑的问题，本发明提出了一种三元叶轮叶片激光近净成形方法。一种三元叶轮叶片激光近净成形方法，步骤如下：A、对待成形的三元叶轮叶片建立三维实体模型，然后对三维模型按一定层厚进行切片分层，得到各个截面的轮廓数据，所述的三元叶轮叶片倾斜角度0°～75°，扭转角度0°～90°；所述的对三维实体模型进行切片分层的厚度为0.1-0.5mm；B、根据叶轮叶片倾斜角度和扭转角度将整个叶片分为小角度段、中角度段和大角度段，所述的小角度段最大倾斜角度0°～30°，层间扭转角度0°～0.2°；所述的中角度段最大倾斜角度30°～45°，层间扭转角度0°～0.35°；所述的大角度段最大倾斜角度45°～75°，层间扭转角度0°～1.28°；C、对于所述的叶轮叶片小角度段，将激光头与垂直方向偏转一定角度，即为激光束与垂直方向预设夹角，所述的预设夹角为0°～30°；对于所述的叶轮叶片中角度段，为激光束与垂直方向预设夹角，所述的预设夹角为15°～30°；对于所述的叶轮叶片大角度段，为激光束与垂直方向预设夹角，所述的预设夹角为40°～45°；D、将得到的轮廓数据以及预设夹角信息导入激光近净成形设备，启动激光近净成形系统，开始成形三元叶轮叶片。本发明提出的一种三元叶轮叶片激光近净成形方法具有以下优点：1、所述的一种三元叶轮叶片激光近净成形方法，能够在3轴开环条件下成形出倾斜角度0°～75°，扭转角度0°～90°的三元叶轮叶片，对激光近净成形系统的硬件要求较低，降低了设备复杂性和零件加工成本；2、所述的一种三元叶轮叶片激光近净成形方法，不需要在三维建模过程中对三维模型添加支撑，避免了在后续加工过程中去除支撑结构，工艺流程简单，加工效率高，节省材料。附图说明附图是本发明三元叶轮叶片激光近净成形方法示意图。图中：1叶轮叶片倾斜角度；2叶轮叶片扭转角度；3叶轮叶片小角度段；4叶轮叶片中角度段；5叶轮叶片大角度段；6激光头；7激光束与垂直方向预设夹角。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。在实施例中，所选激光近净成形参数为：激光功率1000W，扫描速度360mm/min，送粉量为3.6g/min；所用粉末为316不锈钢粉末，烘干后装入送粉器的送粉筒中；所用不锈钢基板用砂纸打磨并用酒精擦拭。具体步骤如下：A、对待成形的三元叶轮叶片建立三维实体模型，然后对三维模型按层厚0.2mm进行切片分层，得到各个截面的轮廓数据，所述的三元叶轮叶片倾斜角度0°～65°，扭转角度0°～90°；B、根据叶轮叶片倾斜角度1和扭转角度2将整个叶片分为小角度段3、中角度段4和大角度段5，所述的小角度段3最大倾斜角度30°，层间扭转角度0.2°；所述的中角度段4最大倾斜角度45°，层间扭转角度0.13°；所述的大角度段最大倾斜角度65°，层间扭转角度0.29°；C、对于所述的叶轮叶片小角度段3，将激光头6与垂直方向偏转一定角度，即为激光束与垂直方向预设夹角，所述的预设夹角7为15°；对于所述的叶轮叶片中角度段，为激光束与垂直方向预设夹角，所述的预设夹角7为20°；对于所述的叶轮叶片大角度段，为激光束与垂直方向预设夹角，所述的预设夹角7为40°；D、将得到的轮廓数据以及预设夹角信息导入激光近净成形设备，启动激光近净成形系统，开始成形三元叶轮叶片。以上所述实例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。