供一種局部粉床選區(qū)熔化的金屬零件修復(fù)裝置修復(fù)待修復(fù)零件的修復(fù)方法，包括以下步驟:
步驟一:用機(jī)加工的方法去除待修復(fù)零件6受損部位，并加工出一個鋪粉的平臺。由于SLM技術(shù)(Selective laser melting，選擇性激光恪化)是一種基于粉床的疊層制造技術(shù)，所以在修復(fù)之前需要制造出一個平臺，在這個平臺上進(jìn)行鋪粉一激光熔化，還原零件的原始形貌。在制造平臺時，不僅要考慮切削的方便，完全的去除有缺陷的部位；還要考慮零件夾持的方向，以保證鋪粉的方便和疊層制造的可行性。
[0023]步驟二:建立需要重建部分的CAD模型，對CAD模型逐層切片，每一層切片均包含截面的幾何信息，再轉(zhuǎn)換得到STL文件(其中，SLT是指用三角網(wǎng)格來表現(xiàn)3D CAD模型)，輸入至SLM設(shè)備中，為SLM修復(fù)做準(zhǔn)備。
[0024]步驟三:利用電磁鐵夾具固定該待修復(fù)零件6，所述電磁鐵夾具由電磁開關(guān)控制。調(diào)整好待修復(fù)零件6放置的位置和角度之后，用磁性擋塊固定，需要保證電磁工作臺8水平，鋪粉路徑上沒有障礙，然后開啟電磁閥，完成待修復(fù)零件6的裝夾。調(diào)整電磁工作臺8的高度，使待修復(fù)零件6的平面正好位于激光器4發(fā)出的激光束的焦平面上。
[0025]步驟四:采用局部鋪粉裝置對待修復(fù)零件6的待修復(fù)部位進(jìn)行局部鋪粉，并通過激光器4進(jìn)行選擇性激光熔化，逐層疊加鋪粉來修復(fù)零件。所述步驟四中的操作在氬氣環(huán)境下進(jìn)行，具體為采用抽真空系統(tǒng)9抽出工作室中的空氣再通過所述保護(hù)氣系統(tǒng)10充入氬氣。陶瓷刮板I的尺寸根據(jù)待修復(fù)零件6的尺寸和形狀決定，送粉槽3與粉缸2相連，固定在陶瓷刮板I的右側(cè)。鋪粉時，送粉槽3和刮板I從左向右運(yùn)動，當(dāng)送粉槽3運(yùn)動到鋪粉平臺左邊緣時，送粉開關(guān)開啟，粉末落在平臺上，然后陶瓷刮板I將粉末鋪開；當(dāng)送粉槽3接近鋪粉平臺的右邊緣時，停止送粉，多余的粉末被陶瓷刮板I刮落。其中，激光器4以一定激光功率和掃描速度對粉末進(jìn)行掃描，熔化激光作用區(qū)的粉末，一層粉末掃描結(jié)束后，工作臺下降一定高度，再進(jìn)行第二次鋪粉，然后重復(fù)上述步驟，直至待修復(fù)零件6的待修復(fù)區(qū)域61修復(fù)完成。
[0026]步驟五:關(guān)掉電磁開關(guān)，去除金屬擋塊7，取出修復(fù)好的零件進(jìn)行后處理。其中，所述后處理為表面處理或熱處理，具體為去除表面粘黏的金屬粉末或根據(jù)零件的性能要求可以進(jìn)行滲碳、高溫回火、表面淬火等一系列熱處理工藝。
[0027]本發(fā)明提供的局部粉床選區(qū)熔化的金屬零件修復(fù)裝置以及修復(fù)方法將選擇性激光熔化技術(shù)應(yīng)用于修復(fù)過程，利用局部鋪粉裝置的鋪粉技術(shù)實(shí)現(xiàn)具有三維形狀缺陷的金屬零件修復(fù)，具有修復(fù)精度高，節(jié)省材料、生產(chǎn)周期短、修復(fù)部位性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)修復(fù)方法以及同軸送粉激光熔覆修復(fù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.基于局部粉床鋪粉技術(shù)，可以修復(fù)具有三維形狀缺陷的零件，修復(fù)精度高。
[0028]2.激光束能量可控性好，修復(fù)過程中可以嚴(yán)格控制熱輸入，零件熱影響區(qū)小，修復(fù)后零件中的殘余應(yīng)力水平低，零件變形較小。
[0029]3.修復(fù)區(qū)域和零件本體界面處為致密冶金結(jié)合，不易出現(xiàn)修復(fù)體脫落、剝離等問題。
[0030]4.通常情況下修復(fù)區(qū)域材料的力學(xué)性能略優(yōu)于零件本體。
[0031]修復(fù)區(qū)域形狀和零件缺損形狀接近，表面質(zhì)量好，因此修復(fù)后僅需少量的處理即可交付使用。
[0032]5.整個修復(fù)過程可以由計算機(jī)控制進(jìn)行，零件修復(fù)的可靠性高，重復(fù)性好。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種局部粉床選區(qū)熔化的金屬零件修復(fù)裝置，其特征在于，包括局部鋪粉裝置和用于夾持待修復(fù)零件的電磁鐵夾具，所述局部鋪粉裝置和所述電磁鐵夾具均設(shè)置于一工作室內(nèi)； 所述局部鋪粉裝置通過橫梁設(shè)置于導(dǎo)軌上，并可于所述電磁鐵夾具上方移動，其包括粉缸、送粉槽、刮板以及控制系統(tǒng)，所述送粉槽與所述粉缸連接，并固定于所述刮板的一側(cè)，所述控制系統(tǒng)用于控制所述送粉槽的送粉量； 所述電磁鐵夾具包括電磁工作臺、電磁基板以及兩個金屬擋塊，所述電磁基板位于所述電磁工作臺的下方，兩個所述金屬擋塊設(shè)置于所述電磁工作臺上，待修復(fù)零件放置于所述電磁工作臺上，并由兩個所述金屬擋塊夾持住，所述電磁工作臺的正上方設(shè)有激光器，用于對待修復(fù)零件的選區(qū)進(jìn)行激光融化。
2.如權(quán)利要求1所述的局部粉床選區(qū)熔化的金屬零件修復(fù)裝置，其特征在于:所述工作室連接有抽真空系統(tǒng)和保護(hù)氣系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的局部粉床選區(qū)熔化的金屬零件修復(fù)裝置，其特征在于:所述激光器與所述電磁工作臺之間設(shè)有保護(hù)鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的局部粉床選區(qū)熔化的金屬零件修復(fù)裝置，其特征在于:所述刮板為陶瓷刮板。
5.一種如權(quán)利要求1至4任一項所述的局部粉床選區(qū)熔化的金屬零件修復(fù)裝置的修復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:用機(jī)加工的方法去除待修復(fù)零件受損部位，并加工出一個鋪粉的平臺； 步驟二:建立需要重建部分的CAD模型，轉(zhuǎn)換得到STL文件，輸入至SLM設(shè)備中； 步驟三:利用電磁鐵夾具固定該待修復(fù)零件； 步驟四:采用局部鋪粉裝置對待修復(fù)零件的待修復(fù)部位進(jìn)行局部鋪粉，并通過激光器進(jìn)行選擇性激光熔化，逐層疊加鋪粉來修復(fù)零件； 步驟五:取出修復(fù)好的零件，進(jìn)行后處理。
6.如權(quán)利要求5所述的修復(fù)方法，其特征在于:所述后處理為表面處理或熱處理。
7.如權(quán)利要求5所述的修復(fù)方法，其特征在于:所述步驟四中的操作在氬氣環(huán)境下進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求5所述的修復(fù)方法，其特征在于:所述電磁鐵夾具由電磁開關(guān)控制。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種局部粉床選區(qū)熔化的金屬零件修復(fù)裝置，包括局部鋪粉裝置和用于夾持待修復(fù)零件的電磁鐵夾具；局部鋪粉裝置通過橫梁設(shè)置于導(dǎo)軌上，并可于電磁鐵夾具上方移動，其包括粉缸、送粉槽、刮板以及控制系統(tǒng)，送粉槽與粉缸連接，并固定于刮板的一側(cè)，控制系統(tǒng)用于控制送粉槽的送粉量；電磁鐵夾具包括電磁工作臺、電磁基板以及兩個金屬擋塊，兩個金屬擋塊設(shè)置于電磁工作臺上，待修復(fù)零件放置于電磁工作臺上，并由兩個金屬擋塊夾持住，電磁工作臺的正上方設(shè)有激光器，用于對待修復(fù)零件的選區(qū)進(jìn)行激光融化。本發(fā)明還涉及一種修復(fù)方法。通過上述裝置和方法可以完成高精度修復(fù)復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件，同時保證修復(fù)的質(zhì)量好。
【IPC分類】C23C24-10
【公開號】CN104630767
【申請?zhí)枴緾N201510015590
【發(fā)明人】徐恬
【申請人】中冶南方工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月13日