一种金属零件等离子3D打印成型的方法与流程

本发明属于金属零件制造，尤其涉及金属零件增材制造即3d打印成型的方法。

背景技术：

1、金属零件3d打印成型可以实现传统制造方法无法实现的复杂且近成型的目的，在小批量生产尤其是个性化定制方面更是独具优势。目前工业应用较为成熟的金属零件3d打印成型的方法有铺粉激光选区熔化、同步送粉或送丝激光及等离子熔融堆积、焊丝堆焊等，其中等离子熔融堆积成型比焊丝堆焊质量好、比激光3d打印效率高成本低，尤其丝材比粉末成本更低，从而具备了很大的发展潜力，在制造业中获得了越来越广泛的应用。

2、但是等离子熔融堆积薄壁零件时，每一道堆积条带的中间突起，如同一条山脊，在山脊之上再次熔融堆积会向两侧流淌，不仅造成材料浪费，薄壁零件的两个侧面也会粗糙不平，影响外观质量。如果是打印厚壁零件，需要紧靠第一条带平行熔融第二道，由于第一条带的山脊影响，等离子转移弧会产生尖端放电效应，使等离子弧无规则地偏移原有规迹，导致第二条带局部熔融不足，再在其上熔融堆积时就产生内部空洞等缺陷，严重影响零件强度。以往解决该问题的方式是采用微弧等离子和细丝熔融，但是这样一来，等离子3d打印的效率优势就会荡然无存。因此解决此类问题就成为等离子3d打印成败的重要因素之一。

技术实现思路

1、为了解决等离子3d打印熔融堆积时侧面流淌及平行条带不规则造成内部缺陷问题，同时又不降低其生产效率，本发明提供一种金属零件等离子3d打印成型的方法。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

3、一种金属零件等离子3d打印成型的方法，其特征在于，它是以转移弧等离子束流作为热源，以金属丝材作为打印材料，在等离子弧运行方向的正后方设置一块压板，压板的材质应耐高温且与金属材料不发生反应；打印时压板与等离子弧同步运行，随着等离子弧的向前移动，压板的底部对半凝固状态的熔融材料施加一定压力，将熔融条带中部的凸起部位压平或略呈凹陷状，实现整形。这样在打印薄壁零件时，其上的熔融材料就不会向两侧流淌，打印厚壁零件平行熔融时，也不会发生尖端放电现象，保证了零件表面平整美观及内部材料的致密性。

4、进一步；所述的压板为耐火陶瓷板。

5、进一步：在耐火陶瓷压板自重无法满足整形所需压力时，在耐火陶瓷压板顶部设有配重块。

6、进一步：所述的压板通过滑套固定在等离子弧上，压板在滑套内能自由上下滑动。

7、进一步：所述的压板底面为平面状或者圆弧状；当为圆弧状时，得到的是内凹圆弧形的槽形条带。

8、进一步：压板设在等离子弧运行方向的正后方5-10mm位置。

9、本发明的积极效果是：在等离子弧上加装一个可上下滑动的耐火陶瓷压板，装置简单实用可靠，对等离子熔融堆积的打印条带整形作用效果显著，不会发生打印过程金属液体向两个外侧流淌现象，即减少了材料浪费，也保证了外观整洁，打印厚壁零件时提高了打印零件内部的致密性，充分发挥了等离子3d打印的优质高效低成本优势。

技术特征：

1.一种金属零件等离子3d打印成型的方法，其特征在于，它是以转移弧等离子束流作为热源，以金属丝材作为打印材料，在等离子弧运行方向的正后方设置一块压板，压板的材质应耐高温且与金属材料不发生反应；打印时压板与等离子弧同步运行，随着等离子弧的向前移动，压板的底部对半凝固状态的熔融材料施加压力，将熔融条带中部的凸起部位压平或略呈凹陷状，实现整形。

2.如权利要求1所述的金属零件等离子3d打印成型的方法，其特征在于，所述的压板为耐火陶瓷板。

3.如权利要求2所述的金属零件等离子3d打印成型的方法，其特征在于，在耐火陶瓷压板顶部设有配重块。

4.如权利要求1所述的金属零件等离子3d打印成型的方法，其特征在于，所述的压板通过滑套固定在等离子弧上，压板在滑套内能自由上下滑动。

5.如权利要求1所述的金属零件等离子3d打印成型的方法，其特征在于，所述的压板底面为平面状或者圆弧状；当为圆弧状时，得到的是内凹圆弧形的槽形条带。

6.如权利要求1所述的金属零件等离子3d打印成型的方法，其特征在于，压板设在等离子弧运行方向的正后方5-10mm位置。

技术总结
本发明公开了一种金属零件等离子3D打印成型的方法，它是以转移弧等离子束流作为热源，以金属丝材作为打印材料，在等离子弧运行方向的正后方设置一块压板，压板的材质应耐高温且与金属材料不发生反应；打印时压板与等离子弧同步运行，随着等离子弧的向前移动，压板的底部对半凝固状态的熔融材料施加一定压力，将熔融条带中部的凸起部位压平或略呈凹陷状，实现整形。这样在打印薄壁零件时，其上的熔融材料就不会向两侧流淌，打印厚壁零件平行熔融时，也不会发生尖端放电现象，保证了零件表面平整美观及内部材料的致密性。

技术研发人员：王通,田成海,姬强,李惠琪,刘宁
受保护的技术使用者：青岛西姆耐磨材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16