航空鈦合金零件激光選區(qū)熔化增材制造工藝控制要求

航空鈦合金制件激光選區(qū)熔化增材制造工藝控制要求本文件規(guī)定了航空鈦合金制件激光選區(qū)熔化工藝的一般要求、工藝流程、工藝控制、質(zhì)量控制、安本文件適用于航空鈦合金制件激光選區(qū)熔化制造工藝控制。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款，其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文HB/Z8745航空鈦合金制件激光選區(qū)熔化增材制造制件熱處理及熱等靜壓GB/T35351界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。經(jīng)過(guò)一次或數(shù)次激光選區(qū)熔化過(guò)程，通過(guò)檢驗(yàn)并滿(mǎn)足原材料指標(biāo)要求，可以被重復(fù)使用的粉末原料。為了保證增材制造制件題利成型及尺寸控制，在模型處理過(guò)程中添加的輔助結(jié)構(gòu)。4一般要求從事激光選區(qū)熔化設(shè)備操作及檢驗(yàn)的人員應(yīng)持證上崗4.2.1所有設(shè)備應(yīng)安裝在能控制溫度和濕度的室內(nèi)，推薦溫度范圍：15℃~25℃,濕度范國(guó)：相對(duì)濕度不大于75%RH。4.2.2設(shè)備周?chē)鷳?yīng)保持通風(fēng)。4.3.1激光選區(qū)熔化設(shè)備應(yīng)具有驗(yàn)收合格證明。4.3.2激光選區(qū)熔化設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)。維護(hù)、保養(yǎng)內(nèi)容不限于以下內(nèi)容2a)必須執(zhí)行項(xiàng)目：光斑尺寸、光斑質(zhì)量、激光功率、振鏡定位精度、Z軸運(yùn)動(dòng)精度b)建議執(zhí)行項(xiàng)目：刮刀扭矩、Z軸扭矩、氧傳感器、風(fēng)速、預(yù)熱溫度：c)設(shè)備使用廠家自行檢查項(xiàng)目：氣密性檢查、易損易耗件更換、設(shè)備清理。4.3.3設(shè)備穩(wěn)定性及均勻性驗(yàn)證4.3.3.1屬于下列情況的設(shè)備在投入生產(chǎn)前，應(yīng)進(jìn)行設(shè)備穩(wěn)定性和均勻性驗(yàn)證，合格后方可投入生產(chǎn)使用：a)新設(shè)備或閑置1年以上的設(shè)備；b)經(jīng)搬遷后的設(shè)備；c)動(dòng)力線(xiàn)更改的設(shè)備：d)大修后的設(shè)備：e)控制系統(tǒng)或機(jī)械系統(tǒng)有較大改動(dòng)的設(shè)備0按設(shè)備要求達(dá)到規(guī)定的周期。4.3.3.2對(duì)于設(shè)備穩(wěn)定性和均勻性驗(yàn)證的方案，使用單位應(yīng)根據(jù)具體情況制定、管控和執(zhí)行。5工藝控制5.1工藝流程激光選區(qū)熔化成形典型工藝流程如圖1所示。圖1激光選區(qū)熔化成形典型工藝流程圖5.2數(shù)據(jù)準(zhǔn)備5.2.1數(shù)據(jù)準(zhǔn)備一般包括：工藝數(shù)模構(gòu)建、數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)模修復(fù)、制件成形方向設(shè)計(jì)、支撐設(shè)計(jì)、分層切片等。5.2.2應(yīng)按設(shè)計(jì)圖樣或設(shè)計(jì)技術(shù)文件進(jìn)行工藝數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，生成制造文件。設(shè)計(jì)數(shù)模、圖紙、切片文件工藝參數(shù)等電子文件應(yīng)存儲(chǔ)于穩(wěn)定的系統(tǒng)中，所有的文件應(yīng)通過(guò)版本控制來(lái)保持可追溯性。5.2.3數(shù)模轉(zhuǎn)換成三角面片模型時(shí)，應(yīng)設(shè)置三角面片精度，保證成型制件滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)要求。35.2.4數(shù)模修復(fù)包括：模型縫隙、壞邊的修復(fù)、模型內(nèi)部干擾體修復(fù)、模型表面孔洞、重疊三角面片修復(fù)、光順等。5.2.5制件成形方向設(shè)計(jì)宜采用截面積最小原則，角度選擇應(yīng)綜合考慮制件結(jié)構(gòu)、懸空面積大小、尺寸精度、表面粗糙度、支撐是否便于去除等因素。設(shè)計(jì)有要求時(shí)應(yīng)與設(shè)計(jì)確認(rèn)。5.2.6支撐結(jié)構(gòu)形式一般有實(shí)體支撐、網(wǎng)格支撐、片狀支撐、圓柱形支撐等，應(yīng)根據(jù)制件具體結(jié)構(gòu)選擇合適支撐結(jié)構(gòu)，針對(duì)較大應(yīng)力平面、局部低點(diǎn)或輪廓邊緣宜采用實(shí)體支撐結(jié)構(gòu)5.3原材料準(zhǔn)備5.3.1粉末選擇應(yīng)滿(mǎn)足粉末規(guī)范要求。針對(duì)再用粉使用單位應(yīng)制定相應(yīng)的過(guò)程管控文件。5.3.2粉末準(zhǔn)備包括烘粉、篩分過(guò)程等。5.3.3烘粉宜采用真空烘箱，也可使用惰性氣體保護(hù)爐等。若選用真空烘箱，真空度要求優(yōu)于0.1MPa。烘粉溫度范圍宜選擇100℃~200℃,保溫時(shí)間一般不低于2小時(shí)。5.3.4粉末篩分應(yīng)選擇合適的篩網(wǎng)目數(shù)。篩分前應(yīng)檢查篩網(wǎng)破損情況，篩分過(guò)程中禁止對(duì)篩網(wǎng)網(wǎng)面施加外力。5.3.5粉末混合應(yīng)選用同一供應(yīng)商、同一制造工藝、相同或相近批次的粉末，使用混粉機(jī)將粉末混合5.4設(shè)備準(zhǔn)備5.4.1設(shè)備使用前，應(yīng)對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行檢查，確保設(shè)備狀態(tài)正常。5.4.2應(yīng)對(duì)設(shè)備成形室進(jìn)行清理，并使用擦鏡紙清理平光鏡。5.4.3打印設(shè)置時(shí)應(yīng)對(duì)氣體流量狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。5.4.4應(yīng)對(duì)成形基板調(diào)平、預(yù)熱(按需)。5.4.5選擇刮刀類(lèi)型，安裝刮刀，調(diào)平，并檢查刮刀情況5.5激光選區(qū)熔化成形過(guò)程控制5.5.1鈦合金激光選區(qū)熔化成形應(yīng)在氬氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行，氬氣的使用按GB/T4842執(zhí)行，純度不低于99.999%。在成形過(guò)程中應(yīng)對(duì)整個(gè)沉積過(guò)程的氧含量進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，穩(wěn)定打印過(guò)程中的氧含量要求小于500ppm。5.5.2激光選區(qū)熔化成形鈦合金工藝參數(shù)主要有基板溫度、鋪層厚度、激光功率、掃描速度、掃描間距等，應(yīng)對(duì)相關(guān)參數(shù)的限定范圍給出詳細(xì)說(shuō)用，具體激光工藝參數(shù)應(yīng)根據(jù)制件特征優(yōu)化選擇并記錄激光選區(qū)熔化成形工藝參數(shù)，表1為推薦的激光選區(qū)熔化工藝參數(shù)范圍，其他厚度的參數(shù)依據(jù)廠家自行研發(fā)表1激光選區(qū)熔化成形鈦合金參考參數(shù)范圍表5.5.3制件成形過(guò)程應(yīng)保持連續(xù)。若出現(xiàn)中途暫停，應(yīng)做好記錄，對(duì)成形后產(chǎn)品的影響，應(yīng)作出評(píng)估評(píng)估結(jié)果的影響由供需雙方協(xié)商確認(rèn)。5.6取件及清粉5.6.1制件激光選區(qū)熔化成形結(jié)束后，宜等待基板溫度降至70℃以下取件。若有特殊需求，應(yīng)在做好防護(hù)的情況下取件。5.6.2取件過(guò)程宜對(duì)角松動(dòng)鎖定螺栓，避免因基板較大熱應(yīng)力釋放導(dǎo)致平臺(tái)震動(dòng)。5.6.3手動(dòng)或自動(dòng)清理成形室內(nèi)基板及制件表面浮粉時(shí)，清理角度宜適中，避免揚(yáng)塵。5.6.4應(yīng)對(duì)制件內(nèi)部腔體殘留粉末進(jìn)行清理。5.7.1制件激光選區(qū)熔化成形完成后，應(yīng)進(jìn)行熱處理，熱處理過(guò)程控制應(yīng)符合HB8745要求。5.7.2應(yīng)采用線(xiàn)切割完成制件與基板分離。5.7.3應(yīng)采用手工或機(jī)械加工方式去除支撐。5.7.4根據(jù)制件設(shè)計(jì)輸入確定制件是否需要進(jìn)行后續(xù)處理，處理方法包括但不限于：機(jī)械加工(車(chē)、銑、磨等)、打磨、噴砂、噴丸、化學(xué)拋光、電化學(xué)拋光、磨粒流拋光等。應(yīng)編制制造工藝卡，對(duì)后續(xù)處理過(guò)程中相關(guān)參數(shù)給出詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)按制件數(shù)?；驁D樣、技術(shù)要求、質(zhì)量驗(yàn)收協(xié)議等對(duì)激光選區(qū)熔化成形制件進(jìn)行檢驗(yàn)。5.9.1經(jīng)檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品每件應(yīng)使用軟性包裝材料單獨(dú)包裹，若選用箱體包裝，箱內(nèi)用軟物填實(shí)、塞緊，防止竄動(dòng)5.9.2產(chǎn)品應(yīng)貯存在干燥、陰涼、無(wú)腐蝕性物質(zhì)侵蝕的室內(nèi)。5.9.3產(chǎn)品運(yùn)輸中應(yīng)嚴(yán)格避免劇烈碰撞，防止雨淋受潮和機(jī)械擠壓。6質(zhì)量控制6.1應(yīng)依據(jù)本文件，針對(duì)具體制件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)編制激光選區(qū)熔化工藝規(guī)程等文件。6.2常見(jiàn)缺陷類(lèi)型及推薦處理措施見(jiàn)表2。6.3應(yīng)對(duì)制造過(guò)程中的工藝文件、檢驗(yàn)記錄、生產(chǎn)過(guò)程記錄包括打印過(guò)程拍照、產(chǎn)品驗(yàn)收證明進(jìn)行存6.4激光選區(qū)熔化成形工藝關(guān)鍵點(diǎn)及其對(duì)工藝的影響參見(jiàn)附錄A。表2常見(jiàn)缺蹈及處