一种钛合金薄壁蜂窝结构的制备方法

摘要

本发明提供一种钛合金薄壁蜂窝结构的制备方法，其步骤：(a)将该钛合金薄壁蜂窝结构模型按20～30μm层厚切片分层；(b)将该钛合金粉末均匀地铺设在钛合金基板上，激光器发射的激光束按照确定的激光束扫描的轨迹对钛合金粉末层进行选择性熔化，完成一层钛合金薄壁蜂窝结构加工；(c)在形成的一层钛合金薄壁蜂窝结构上再次铺设钛合金粉末，激光器发射的激光束按照确定的激光束扫描的轨迹对钛合金粉末层进行选择性熔化；(d)逐层加工钛合金薄壁蜂窝结构，最终形成钛合金薄壁蜂窝结构。本发明方法减小成形过程中的应力累积及成形件的变形，柔性化程度高，能够制备变蜂窝距甚至具有三维点阵结构的薄壁蜂窝结构件。

主权项

一种钛合金薄壁蜂窝结构的制备方法，其采用选区激光熔化成形方法制备钛合金薄壁蜂窝结构，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：(a)首先在计算机中建立钛合金薄壁蜂窝结构的三维CAD模型，将该钛合金薄壁蜂窝结构模型按20～30μm层厚切片分层，从而按照各层钛合金薄壁蜂窝结构逐层加工；(b)将每层的钛合金薄壁蜂窝结构的三维形状数据转换成一系列二维轮廓数据，然后根据每层的二维轮廓数据确定激光束扫描的轨迹；通过旋振筛得到粒度小于300目的TC4球形钛合金粉末，将该钛合金粉末均匀地铺设在10～20mm厚的TC4钛合金基板上，钛合金粉末铺设厚度符合步骤(a)中分层的厚度要求；激光器发射的激光束按照确定的激光束扫描的轨迹对钛合金粉末层进行选择性熔化，其中采用的激光功率范围为200～350W、光斑直径为0.1～0.6mm、扫描速度为20～40m/min，完成一层钛合金薄壁蜂窝结构加工；所述的激光束扫描采用局部区域仿形式扫描策略，成形同一层六边形蜂窝结构时，同排每个局部六边形采用相同回转方向，相邻排采用相反的回转方向；(c)在形成的一层钛合金薄壁蜂窝结构上再次铺设钛合金粉末，钛合金粉末铺设厚度符合步骤(a)中分层的厚度要求；激光器发射的激光束按照确定的激光束扫描的轨迹对钛合金粉末层进行选择性熔化，相邻层钛合金薄壁蜂窝结构加工时，激光束扫描方向相反，其中采用的激光功率范围为200～350W、光斑直径为0.5～1.0mm、扫描速度为20～40m/min，完成相邻层钛合金薄壁蜂窝结构加工；(d)按照步骤(c)的加工方法反复进行，逐层加工钛合金薄壁蜂窝结构，最终形成钛合金薄壁蜂窝结构。