本发明涉及金属增材制造技术领域，尤其涉及一种06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的激光选区熔化成形方法。
背景技术：
薄壁金属零件，特别是厚度在0.10mm～0.5mm的薄壁构件具有重量轻、节约材料、结构紧凑等特点，常用于航空航天、电子器件、微波器件、分流散热器件等，已有的制造方法主要有铸造、机械加工/钣金+焊接。
铸造法受合金液流动性的限制，薄壁构件易出现浇不足及冷隔缺陷，铸件质量不易控制。机械加工/钣金+焊接法制造时，受限于薄壁零件刚性差、强度弱，制得的构件形位误差大，焊接区内组织粗大，焊接应力集中，易产生裂纹，难以实现薄壁复杂金属构件的制造。
薄壁复杂金属构件的高质量、高精度制造成为了制造领域的一大难题。
技术实现要素：
本发明的技术解决问题是：克服现有技术中存在的不足，提供一种06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的制造方法、电子设备及系统，该方法能够解决获得的薄壁金属构件内部质量控制难度大、形位误差大问题。
为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：
一种06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的制造方法，包括：
将06cr19ni10不锈钢粉作为原料，根据预设的激光扫描路径及激光选区熔化成形参数进行激光选区熔化成形，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构，其中，所述激光扫描路径根据三维模型确定，所述三维模型包括蜂窝薄壁结构模型和围绕所述蜂窝薄壁结构设置的辅助外壁模型；
切割分离所述蜂窝薄壁结构和所述辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件。
在一可选实施例中，所述蜂窝薄壁结构模型为片体模型，所述辅助外壁模型为实体模型，所述激光扫描路径根据三维模型确定，包括：
对所述片体模型进行剖切处理，得到所述蜂窝薄壁结构的激光扫描路径的引导线；
将所述实体模型进行剖切处理，得到所述辅助外壁的激光扫描路径的引导线。
在一可选实施例中，所述激光选区熔化成形参数包括：激光功率为240w～260w，扫描速度为1200mm/s～1300mm/s，光斑直径为65μm～75μm，铺粉厚度为0.04mm～0.06mm。
在一可选实施例中，所述06cr19ni10不锈钢粉粒径为15μm～53μm。
在一可选实施例中，所述切割分离之前，还包括：
将所述带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构在830℃～850℃下保温1h～4h，冷却。
在一可选实施例中，所述的切割分离，包括：
采用往复走丝电火花线切割分离，具体参数包括：脉冲宽度28μs～48μs、脉冲间隔为102μs～150μs，波形为矩形脉冲。
一种06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的制造方法，包括以下步骤：
根据三维模型确定激光扫描路径，其中，所述三维模型包括蜂窝薄壁结构模型和围绕所述蜂窝薄壁结构设置的辅助外壁模型；
根据确定的激光扫描路径及预设激光选区熔化成形参数确定并发送激光选区熔化成形控制指令，以将06cr19ni10不锈钢粉作为原料，进行激光选区熔化成形，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构；
当接收到切割指示时，根据预设切割参数，发送切割控制指令，以分离所述蜂窝薄壁结构和所述辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件。
一种用于制造06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的电子设备，包括存储器及处理器；
所述存储器用于存储一条或多条计算机指令；
所述处理器用于执行所述一条或多条指令以用于：
根据三维模型确定激光扫描路径，其中，所述三维模型包括蜂窝薄壁结构模型和围绕所述蜂窝薄壁结构设置的辅助外壁模型；
根据确定的激光扫描路径及预设激光选区熔化成形参数确定并发送激光选区熔化成形控制指令，以将06cr19ni10不锈钢粉作为原料，进行激光选区熔化成形，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构；
当接收到切割指示时，根据预设切割参数，发送切割控制指令，以分离所述蜂窝薄壁结构和所述辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件。
一种06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的制造系统，包括激光选区熔化成形设备和切割设备；
所述激光选区熔化成形设备用于将06cr19ni10不锈钢粉作为原料，根据预设的激光扫描路径及激光选区熔化成形参数进行激光选区熔化成形，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构，其中，所述激光扫描路径根据三维模型确定，所述三维模型包括蜂窝薄壁结构模型和围绕所述蜂窝薄壁结构设置的辅助外壁模型；
所述切割设备，用于切割分离所述蜂窝薄壁结构和所述辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件。
在一可选实施例中，所述的不锈钢蜂窝薄壁构件的制造系统，还包括电子设备，包括存储器及处理器；
所述存储器用于存储一条或多条计算机指令；
所述处理器用于执行所述一条或多条指令以用于：
根据三维模型确定激光扫描路径，其中，所述三维模型包括蜂窝薄壁结构模型和围绕所述蜂窝薄壁结构设置的辅助外壁模型；
根据确定的激光扫描路径及预设激光选区熔化成形参数确定并向所述激光选区熔化成形设备发送激光选区熔化成形控制指令，以将06cr19ni10不锈钢粉作为原料，进行激光选区熔化成形，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构；
当接收到切割指示时，根据预设切割参数，向所述切割设备发送切割控制指令，以分离所述蜂窝薄壁结构和所述辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件。
本发明的有益效果是：
(1)采用激光选区熔化成形的方法制造六边形蜂窝薄壁复杂金属构件，整个过程中无需设计复杂的刀具或夹具，只需通过三维模型即可直接增材制造出零件，极大地缩短了制造周期。
(2)薄壁复杂制件壁厚可稳定控制在0.1mm～0.2mm，尺寸精度高，表面光整后表面粗糙度可达ra3.2μm，可直接使用。
(3)激光选区熔化成形制造构件内部不会发生宏观成分偏析，不同部位组织结构无显著差别，成形的薄壁构件组织结构致密，晶粒细小，力学性能优良，使薄壁金属构件使用性能大幅提高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的蜂窝薄壁结构主视图；
图2为本发明实施例提供的蜂窝薄壁结构侧视图；
图3为本发明实施例提供的带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构主视图；
图4为本发明实施例提供的带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构侧视图；
图5为本发明具体实施例提供的06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件微观形貌图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
本发明实施例提供了一种06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的制造方法，由激光选区熔化成形设备和切割设备执行，包括：
步骤101：将06cr19ni10不锈钢粉作为原料，根据预设的激光扫描路径及激光选区熔化成形参数进行激光选区熔化成形，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构，其中，所述激光扫描路径根据三维模型确定，所述三维模型包括蜂窝薄壁结构模型和围绕所述蜂窝薄壁结构设置的辅助外壁模型；
具体地，本发明实施例中，06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件可以为六边形蜂窝薄壁构件，也可以是正五边形、正六边形、正七边形等类似蜂窝结构构件，本发明不做限定，优选六边形蜂窝薄壁结构，更优选六边形边长为2mm～8mm的薄壁结构；壁厚优选0.1mm～0.5mm，更优选0.1mm～0.2mm；
所述三维模型可以根据ug、pro/e等软件建立，本发明不做限定；
具体地，所述辅助外壁结构为设置在蜂窝薄壁结构外围的薄壁结构，厚度优选0.5mm～2mm，通过激光选区熔化成形与蜂窝薄壁结构一体成型；
步骤102：切割分离所述蜂窝薄壁结构和所述辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件。
本发明实施例提供的06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的制造方法，通过在蜂窝薄壁结构外围设计一圈辅助外壁，加强蜂窝薄壁结构外围不完整的蜂窝单元的薄壁强度，避免了由于激光选区熔化成形中刮刀对外围不完整的蜂窝单元薄壁的碰撞导致的成形失败，通过成形后切割掉辅助外壁，得到蜂窝薄壁结构，整个过程中无需设计复杂的刀具或夹具，只需通过三维模型即可直接增材制造出零件，极大地缩短了制造周期，且蜂窝薄壁构件壁厚可稳定控制在0.1mm～0.5mm，尺寸精度高，表面光整后表面粗糙度可达ra3.2μm，激光选区熔化成形制造构件内部不会发生宏观成分偏析，不同部位组织结构无显著差别，成形的薄壁构件组织结构致密，晶粒细小，力学性能优良，使薄壁金属构件使用性能大幅提高。
在一可选实施例中，所述蜂窝薄壁结构模型为片体模型，所述辅助外壁模型为实体模型，所述激光扫描路径根据三维模型确定，包括：
对所述片体模型进行剖切处理，得到所述蜂窝薄壁结构的激光扫描路径的引导线；将所述实体模型进行剖切处理，得到所述辅助外壁的激光扫描路径的引导线。
具体地，激光扫描路径包括激光扫描线起始点、结束点、系列扫描引导线和扫描引导线顺序。通过magics或者其他软件对所述片体模型进行剖切处理，形成的文件在读取软件上显示成几何线条，所述几何线条即为蜂窝薄壁结构对应的激光扫描路径的引导线；同样地，通过magics或者其他软件对所述实体模型进行剖切处理，形成的文件在读取软件上显示成几何线条，所述几何线条即为辅助外壁对应的激光扫描路径的引导线；
通过选用片体模型确定扫描引导线，减少了扫描起始点和终止点，避免了起始终止过程中由于激光加速减速引起热量累积导致的粉末熔融量难以控制，造成壁厚不均匀，甚至局部厚度超过设计尺寸的问题。
在一可选实施例中，所述激光选区熔化成形参数包括：激光功率为240w～260w，扫描速度为1200mm/s～1300mm/s，光斑直径为65μm～75μm，铺粉厚度为0.04mm～0.06mm。匹配的激光选区熔化成形工艺参数能保证各薄壁的成形时内部的冶金质量，保证成形的连续。
在一可选实施例中，所述06cr19ni10不锈钢粉粒径为15μm～53μm。合适的粉末粒径范围和分布，使得粉料具有良好的流动性和铺展性能，保证激光选区熔化成形作业的进行。
在一可选实施例中，所述切割分离之前，还包括：将所述带有辅助外壁的不锈钢蜂窝薄壁构件在830℃～850℃下保温1h～4h，冷却。对于06cr19ni10激光选区熔化成形组织而言，在该温度下，一方面保证成形组织的内部应力得到有效率释放，在后续工序中防止应力释放导致的产品变形，另一方面能保证激光选区熔化成形细小组织不长大，得到优良的综合性能。
在一可选实施例中，所述的切割分离，包括：
采用高速往复走丝电火花线切割分离，具体参数包括：脉冲宽度28μs～48μs、脉冲间隔为102μs～150μs，波形为矩形脉冲。该参数去除外壁时，在保证加工效率的同时，能兼顾线切割加工部位的表面质量，防止发生一场放电而烧伤工件。
本发明还提供了一种06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的制造方法，由控制器执行，包括以下步骤：
步骤201：根据三维模型确定激光扫描路径，其中，所述三维模型包括蜂窝薄壁结构模型和围绕所述蜂窝薄壁结构设置的辅助外壁模型；
具体地，本发明实施例中，06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件可以为六边形蜂窝薄壁构件，也可以是正五边形、正六边形、正七边形等类似蜂窝结构构件，本发明不做限定，优选六边形蜂窝薄壁结构，更优选六边形边长为2mm～8mm的薄壁结构；壁厚优选0.1mm～0.5mm，更优选0.1mm～0.2mm；
所述三维模型可以根据ug、pro/e等软件建立，本发明不做限定；
具体地，所述辅助外壁结构为设置在蜂窝薄壁结构外围的薄壁结构，厚度优选0.5mm～2mm，通过激光选区熔化成形与蜂窝薄壁结构一体成型；
在一可选实施例中，所述蜂窝薄壁结构模型为片体模型，所述辅助外壁模型为实体模型，所述激光扫描路径根据三维模型确定，包括：
对所述片体模型进行剖切处理，得到所述蜂窝薄壁结构的激光扫描路径的引导线；将所述实体模型进行剖切处理，得到所述辅助外壁的激光扫描路径的引导线；
步骤202：根据确定的激光扫描路径及预设激光选区熔化成形参数确定并发送激光选区熔化成形控制指令，以将06cr19ni10不锈钢粉作为原料，进行激光选区熔化成形，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构；
具体地，通过将激光选区熔化成形控制指令发送给激光选区熔化成形设备，使该设备按照该指令执行上述实施例的步骤101；
在一可选实施例中，所述激光选区熔化成形参数包括：激光功率为240w～260w，扫描速度为1200mm/s～1300mm/s，光斑直径为65μm～75μm，铺粉厚度为0.04mm～0.06mm。所述06cr19ni10不锈钢粉粒径为15μm～53μm。
步骤203：当接收到切割指示时，根据预设切割参数，发送切割控制指令，以分离所述蜂窝薄壁结构和所述辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件。
在一可选实施例中，当制成带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构后，可以通过手动或传送带等传输装置将构件传送至线切割机床，当构件就位后，手动或自动向控制器发送切割指示，控制器接收到切割指示时，发送切割控制指令给切割设备，以使切割设备执行上述实施例步骤102；
在另一可选实施例中，当制成带有辅助外壁的不锈钢蜂窝薄壁构件后，先将所述带有辅助外壁的不锈钢蜂窝薄壁构件在830℃～850℃下保温1h～4h，冷却后再可以通过手动或传送带等传输装置将构件传送至线切割机床，当构件就位后，手动或自动向控制器发送切割指示，控制器接收到切割指示时，发送切割控制指令给切割设备，以使切割设备执行上述实施例步骤102；所述切割设备为高速往复走丝电火花线切割设备，切割参数包括：脉冲宽度28μs～48μs、脉冲间隔为102μs～150μs，波形为矩形脉冲。
本发明实施例提供的06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的制造方法，通过在蜂窝薄壁结构外围设计一圈辅助外壁，加强蜂窝薄壁结构外围不完整的蜂窝单元的薄壁强度，避免了由于激光选区熔化成形中刮刀对外围不完整的蜂窝单元薄壁的碰撞导致的成形失败，通过成形后切割掉辅助外壁，得到蜂窝薄壁结构，整个过程中无需设计复杂的刀具或夹具，只需通过三维模型即可直接增材制造出零件，极大地缩短了制造周期，且蜂窝薄壁构件壁厚可稳定控制在0.1mm～0.5mm，尺寸精度高，表面光整后表面粗糙度可达ra3.2μm，激光选区熔化成形制造构件内部不会发生宏观成分偏析，不同部位组织结构无显著差别，成形的薄壁构件组织结构致密，晶粒细小，力学性能优良，使薄壁金属构件使用性能大幅提高；通过自动控制激光选区熔化成形设备和切割设备，进一步提高了生产效率。
本发明实施例还提供了一种用于制造06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的电子设备，包括存储器及处理器；
所述存储器用于存储一条或多条计算机指令；
所述处理器用于执行所述一条或多条指令以用于：
根据三维模型确定激光扫描路径，其中，所述三维模型包括蜂窝薄壁结构模型和围绕所述蜂窝薄壁结构设置的辅助外壁模型；
根据确定的激光扫描路径及预设激光选区熔化成形参数确定并发送激光选区熔化成形控制指令，以将06cr19ni10不锈钢粉作为原料，进行激光选区熔化成形，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构；
当接收到切割指示时，根据预设切割参数，发送切割控制指令，以分离所述蜂窝薄壁结构和所述辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件。
所述电子设备与上述在控制器端执行的方法实施例相对应，具体描述参见在控制器端执行的方法实施例，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的制造系统，包括激光选区熔化成形设备和切割设备；
所述激光选区熔化成形设备用于将06cr19ni10不锈钢粉作为原料，根据预设的激光扫描路径及激光选区熔化成形参数进行激光选区熔化成形，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构，其中，所述激光扫描路径根据三维模型确定，所述三维模型包括蜂窝薄壁结构模型和围绕所述蜂窝薄壁结构设置的辅助外壁模型；
所述切割设备，用于切割分离所述蜂窝薄壁结构和所述辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件。
本实施例与在激光选区熔化成形设备和切割设备执行的方法实施例相对应，具体描述参见该方法实施例，在此不再赘述。
进一步地，所述的不锈钢蜂窝薄壁构件的制造系统，还包括电子设备，由上述电子设备实施例提供，包括存储器及处理器；
所述存储器用于存储一条或多条计算机指令；
所述处理器用于执行所述一条或多条指令以用于：
根据三维模型确定激光扫描路径，其中，所述三维模型包括蜂窝薄壁结构模型和围绕所述蜂窝薄壁结构设置的辅助外壁模型；
根据确定的激光扫描路径及预设激光选区熔化成形参数确定并向所述激光选区熔化成形设备发送激光选区熔化成形控制指令，以将06cr19ni10不锈钢粉作为原料，进行激光选区熔化成形，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构；
当接收到切割指示时，根据预设切割参数，向所述切割设备发送切割控制指令，以分离所述蜂窝薄壁结构和所述辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件。
以下为本发明的一具体实施例：
本实施例提供了一种06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件的制造系统，包括电脑(电子设备)、激光选区熔化成形设备和切割设备，使用该系统制造06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件，具体方法包括：
步骤1：在电脑上，通过ug、pro/e等软件绘制如图1和2所示的六边形蜂窝薄壁结构片状模型a，六边形蜂窝薄壁结构片状模型a的轮廓线为圆形，直径为50mm，单个六边形的边长为4mm，然后如图3和4所示，在该六边形蜂窝薄壁结构片状模型外围添加辅助外壁实体模型b，辅助外壁实体模型b的厚度为1mm，对片状模型a进行剖切处理，得到所述蜂窝薄壁结构的激光扫描路径的引导线；对实体模型b进行剖切处理，得到所述辅助外壁的激光扫描路径的引导线，以stl模型导出，导出精度不小于0.005mm；
步骤2：将stl模型及激光选区熔化成形参数导入激光选区熔化成形设备，所述激光选区熔化成形参数包括：激光功率为260w，扫描速度为1300mm/s，光斑直径为75μm，铺粉厚度为0.04mm；
步骤3：所述激光选区熔化成形设备将粒径为15μm～53μm的06cr19ni10不锈钢球形粉作为原料，根据导入的stl模型及激光选区熔化成形参数进行激光选区熔化成形，成形后清除零件内部粉末，线切割去除成基板，得到带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构；步骤4：对带有辅助外壁的蜂窝薄壁结构进行喷砂处理后，喷砂工艺参数：刚玉砂；砂粒大小：40目～60目，压缩空气压力：0.5mpa，吹砂时间2min，进行热处理，热处理制度为850℃保温3h，充气冷却；
步骤5：采用高速往复走丝电火花线切割去除辅助外壁，得到06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件，切割时具体参数包括：脉冲宽度30μs、脉冲间隔为120μs，波形为矩形脉冲。
本实施例提供的06cr19ni10不锈钢蜂窝薄壁构件，壁厚为0.15mm～0.20mm、表面粗糙度ra<7.8μm。
本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。所述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的人员可以对所述的具体实施例做不同的修改或补充或采用类似的方式代替，但不偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。