金属3D打印粉末专利数据库

一种电弧增材随行热处理装置及工艺方法

实质审查的生效

专利号: CN116275378A

申请人: 南京理工大学

发明人: 范霁康;高鹏飞;张建;杨东青;王克鸿

申请日期: 2022-12-30

公开日期: 2023-06-23

IPC分类: B23K9/04

摘要:

本发明为一种电弧增材随形热处理装置及工艺方法。本发明通过机器人增材制造平台和增材随行电磁感应加热装置的交替工作，实现对电弧增材工件的成形过程中由于冷热交替增材工件应力过大而造成的变形甚至开裂进行整体实时调控。通过在每增材制造N层，即采用红外测温装置对增材件进行实时温度监测，闭环反馈控制装置接收增材工件温度信息，并对数据进行在线处理，电磁感应加热装置按预先热处理温度设定，对增材工件进行电磁感应随行热处理，保持增材工件温度固定在稳定区间，以消除增材工件中由于电弧增材过程反复冷却加热导致的部分应力，在成形过程中通过随行热处理装置对温度场和应力场进行控制，可简化增减材后续热处理过程，提升电弧增材效率。

主权项:

1.一种电弧增材随行热处理装置，其特征在于，包括控制系统，机器人增材制造平台，电磁感应加热装置，红外测温装置及闭环反馈控制装置；机器人增材制造平台包括：增材电源，增材机器人，增材专用枪，送丝机，保护气装置及控制系统；电磁感应加热装置包括：感应加热电源、工装夹具、感应线圈；感应加热装置通过工装夹具安装在增材专用枪上，控制系统控制增材机器人实现对增材专用枪和电磁感应线圈的运动轨迹控制。

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一种提高压电式快速转向镜平台定位精度的方法

发明专利权授予

专利号: CN115951364A

申请人: 南京理工大学

发明人: 陆金磊;王军;杨力;刘宗凯

申请日期: 2022-12-23

公开日期: 2024-03-12

IPC分类: G06N3/08

摘要:

本申请提供一种提高压电式快速转向镜平台定位精度的方法，包括：利用多个NARMA?L2子模型对压电式快速转向镜平台的回滞非线性进行建模；设计训练输入信号，采集压电式快速转向镜平台的输出数据，采用复合神经网络训练以模拟其角度输出；利用一步超前预测误差以及约束优化算法，设计基于多个NARMA?L2子模型的前馈控制器，对压电式快速转向镜平台的回滞进行粗补偿；设计PID反馈控制器，构成基于多个NARMA?L2子模型的复合控制器，进一步对压电式快速转向镜平台的回滞进行精补偿。本申请的建模精度高，减弱了控制器的复杂度。

主权项:

1.一种提高压电式快速转向镜平台定位精度的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，利用多个NARMA-L2子模型对压电式快速转向镜平台的回滞非线性进行建模；步骤2，设计训练输入信号，采集压电式快速转向镜平台的输出数据，采用复合神经网络训练以模拟其角度输出；其中，复合神经网络包括两个MLP网络，每个MLP网络包括一层输入层、一层隐藏层以及一层输出层，将其中一个MLP网络输出层的结果和k时刻输入电压相乘，然后再和另外一个MLP网络输出层结果相加，作为复合神经网络的预测输出；步骤3，利用一步超前预测误差以及约束优化算法，设计基于多个NARMA-L2子模型的前馈控制器，对压电式快速转向镜平台的回滞进行粗补偿；步骤4，设计PID反馈控制器，构成基于多个NARMA-L2子模型的复合控制器，对压电式快速转向镜平台的回滞进行精补偿。

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一种自适应调控层高制备层状复合异质材料与结构的电弧增材制造系统与方法

实质审查的生效

专利号: CN115971609A

申请人: 南京理工大学

发明人: 周琦;张伟;段梦伟;彭勇;王克鸿;孔见;郭顺;章晓勇;黄勇;刘学权

申请日期: 2022-11-11

公开日期: 2023-04-18

IPC分类: B23K9/133

摘要:

本发明公开了一种自适应调控层高制备层状复合异质材料与结构的电弧增材制造系统与方法，本发明为采用电弧作为热源，按照设计的材料结构模型，逐层逐道熔敷金属丝材；通过CCD相机实时监测增材件外观尺寸，及时提取每层每道实际三维尺寸，并与工件三维模型进行比对，通过调节送丝速度以控制三维尺寸，同时对明显凹坑区域进行找补，实现对层高的自适应调控，使得增材材料与结构满足设计的尺寸要求。该系统和方法可以实现毫米级到米级的层状复合材料与结构的制造，具有效率高和成本低等突出优势，同时通过CCD动态监测和实时调参与找补，实现层高自适应调控，从而易于制备尺寸与结构符合设计要求的材料与结构。

主权项:

1.一种自适应调控层高制备层状复合异质材料与结构的电弧增材制造系统，其特征在于，包括六轴机器人(1)；工作台(2)，工作台(2)上设置高刚度基板(3)、高刚度基板(3)两侧设置基板配套夹具(4)；设置焊机(5)分别连接送丝机A(6)、送丝机B(7)以及双送丝增材枪体(10)；气瓶(12)通过导气管(11)把保护气送入双送丝增材枪体(10)；丝材A(8)和丝材B(9)固定在双送丝增材枪体(10)一侧端部；双送丝增材枪体(10)固定在六轴机器人(1)的第六轴；CCD相机(13)、工控机(14)、显示器(15)组成在线动态监测系统；增材制造过程中CCD相机(13)实时拍摄增材件三维形貌，并把图像实时同步到工控机(14)，最后在显示器(15)上显示；工控机(14)将图像数据与三维模型对比，依据比对结果调控送丝速度，同时反馈当层凹坑处。

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一种激光与电弧复合热源带状丝材实现超宽超薄焊道的增材方法

发明专利权授予

专利号: CN115519252A

申请人: 南京理工大学

发明人: 郭顺;王克鸿;周琦;彭勇;顾介仁;卢军勇;李一男;段梦雨;周杰;张欢;李友坤

申请日期: 2022-10-22

公开日期: 2022-12-27

IPC分类: B23K26/342

摘要:

本发明为一种激光与电弧复合热源带状丝材实现超宽超薄焊道的增材方法，该方法具体步骤如下：步骤1：调整电弧焊枪和激光出射头与在带状丝材的相对位置，并设定电弧与激光的协同工作模式。步骤2：调试好设备的电流电压，选定电弧功率、丝材尺寸和送丝速度以及焊接速度等参数；步骤3：选用合适的基板，并用砂轮机对基板进行打磨，给基板进行预热；步骤4：启动制造程序，激光器工作，出射激光束，电弧开始工作至制造流程完成。本发明利用增材过程中电弧和激光两种不同的热源，激光对带状丝材起引导融化的作用，带状丝材相比于圆柱形丝材更容易摊开，从而起到让焊道变宽变薄的效果，以及降低焊道余高，使得焊道质量更加精美，性能得到提升。

主权项:

1.一种激光与电弧复合热源带状丝材实现超宽超薄焊道的增材方法，其特征在于，包括以下具体步骤：步骤1，调整电弧焊枪和激光出射头的相对位置，并设定电弧电流脉冲与激光脉冲的协同工作模式，在带状丝材上方附加一道激光热源，使得激光束照射在带状丝材上；电弧焊枪位置在带状丝材的后上方，出射振荡电弧束随着激光束路径摆动起到融化丝材，形成熔池的作用；步骤2，调试好设备的电流电压，选定电弧功率、气体种类和气流量、送丝方式和送丝速度以及焊接速度参数；步骤3，选用钛合金作为基板，并用砂轮机对基板表面需要增材的区域进行一段时间的打磨，去除表面的一些污渍和氧化层；然后给基板进行预热，使基板整体温度均匀达到预定温度；步骤4，启动增材成形制造程序，激光器工作，出射特定参数的激光束，同时引弧使电弧开始工作、金属丝材开始送丝，形成一定宽度的熔池；电弧熔池的宽度4mm≤B1/2≤5mm，熔池宽度7mm≤B2/2≤9mm；步骤5，让等离子电弧按照预定好的路线不断前进增材，直到形成一道完整的焊道；步骤6，重复步骤5的操作，直到整个构件成形；步骤7，将增材好的构件在氩气保护气氛中进行热处理。

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一种梯度过渡钛合金多束电子束原位反应增材方法

发明专利权授予

专利号: CN115502414A

申请人: 南京理工大学

发明人: 郭顺;李一男;周琦;王克鸿;彭勇;顾介仁;黄勇;王磊;杨东青;范霁康

申请日期: 2022-10-14

公开日期: 2024-04-05

IPC分类: B22F10/28

摘要:

本发明为一种梯度过渡钛合金多束电子束原位反应增材方法，该方法具体步骤如下：首先进行增材预处理，将气雾化球形Ti6?Al4?V钛合金粉末与一定量的Ti粉末、B4C粉末充分混合，作为选区熔化增材的原料；其次，准备多束电子束增材设备，调节电子束功率、铺粉厚度、扫描速度等参数；最后，按照计算机分层截面信息逐层扫描增材，通过多束电子束进行同步预热增材并实现不同区域的不同热输入，最后形成整个零件。本发明利用增材过程中Ti粉末与B4C粉在不同热输入、不同冷却速率下原位反应产生的增强相颗粒种类、形态大小不同的特点，结合多束电子束同步预热扫描的方法，实现了梯度过渡强化钛合金的增材。

主权项:

1.一种梯度过渡钛合金多束电子束原位反应增材方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，将气雾化球形Ti6-Al4-V钛合金粉末与一定量的Ti粉末、B4C粉末充分混合，作为选区熔化增材的原料；步骤2，建立所要加工零件的立体模型，对其进行分层切片处理，分层厚度为0.2mm，将同一截面分为从左至右三个区域，用于不同热输入的增材，并规划增材的扫描路径；步骤3，将步骤1中的混合粉末装入送粉装置，将成形室抽到1.0×10-2-5.0×10-2Pa，用电子束对基板、环境进行预热，预热参数为：电子束扫描速度10m/s，束流20mA，预热时间6min；步骤4，设定多束电子束的分布形态及功率分配：通过偏转线圈中的高频电流产生四束电子束，分别编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，其中电子束Ⅰ用于扫描加热，电子束Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ用于同步预热；调节电子束发生器的功率及分配情况使得电子束Ⅰ在扫描步骤2中不同区域时所分配的功率不同且电子束Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的功率基本不变；步骤5，通过送粉机构和铺粉机构在基板上铺一层厚度为0.2mm的粉末，再按照设定好的扫描路径进行扫描；电子束扫描间距为0.2mm，扫描速度为0.072-0.085m/s，一层扫描结束后，基板向下移动0.2mm的距离；步骤6，重复步骤5的操作，直到整个零件成形。

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一种电弧增材制造马氏体时效钢增韧止裂方法

发明专利权授予

专利号: CN115319105A

申请人: 南京理工大学

发明人: 范霁康;张建;马立;杨东青;王克鸿

申请日期: 2022-08-26

公开日期: 2023-08-04

IPC分类: B22F10/38

摘要:

本发明属于电弧增材织造领域，具体涉及一种电弧增材制造马氏体时效钢增韧止裂方法。对电弧增材构件进行区域划分，分为构件外周的外部区域和构件内的内部区域，外部区域为厚度为3～8mm的奥氏体不锈钢，内部区域为交替增材的马氏体时效钢与奥氏体不锈钢交织区，内部区域马氏体时效钢与奥氏体不锈钢质量比(6?9)：1。在增材过程中，设置超声波测应力探头，检测构件残余应力，当构件最大残余应力超过0.75σ0.2(奥)，即0.75倍的奥氏体不锈钢屈服强度，进入热处理炉子进行去应力热处理，去应力退火结束后继续进行电弧增材直至构件完成；增材完成后，对增材构件进行固溶+时效处理。本发明能有效抑制增材以及热处理过程中马氏体时效钢裂纹扩展。

主权项:

1.一种电弧增材制造马氏体时效钢增韧止裂方法，其特征在于，对电弧增材构件进行区域划分，分为构件外周的外部区域和构件内的内部区域，外部区域为厚度为3～8mm的奥氏体不锈钢，内部区域为交替增材的马氏体时效钢与奥氏体不锈钢交织区，内部区域马氏体时效钢与奥氏体不锈钢质量比(6-9)：1。

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一种超音频脉冲方波MIG辅助三丝电弧增材工艺方法

发明专利权授予

专利号: CN115070173A

申请人: 南京理工大学

发明人: 杨东青;李涛;杨纯攀;黄勇;范霁康;王磊;彭勇;王克鸿

申请日期: 2022-07-09

公开日期: 2024-04-05

IPC分类: B23K9/133

摘要:

本发明为一种超音频脉冲方波MIG辅助三丝电弧增材工艺方法，该方法将超音频脉冲方波MIG电弧热源引入三电弧热源当中，并用于各种金属材料的增材制造。该方法提高了传统脉冲MIG增材技术的自由度，使三丝电弧增材制造能够适应更多不同的工况，并且具有丰富的增材参数调节范围，在满足增材成形件质量的要求上提高增材效率。超音频脉冲方波电弧比普通脉冲电弧的电磁收缩效应更加显著，挺度更大，熔透性增加。同时熔池受到搅拌作用可破碎内部粗大晶粒，有利于更多的晶粒形核，改善成形件内部显微组织，并提高成形件力学性能。

主权项:

1.一种超音频脉冲方波MIG辅助三丝电弧增材工艺方法，其特征在于，该方法具体为设置两台双丝MIG增材电源和一台超音频脉冲方波MIG增材电源都具有平特性或缓降特性电源，可利用电弧自身调节作用稳定电弧长度，保证增材过程的稳定性；设置双丝MIG增材电源经协同控制柜可相互通信，通过脉冲相位控制达成两电弧基值电流和峰值电流的相位控制，用于防止多个电弧之间因电磁收缩效应而相互干扰，保证电弧的稳定性。所用的直线式增材枪可将三根丝材同时接入，相邻两根丝材的中心具有一定的距离，距离在15～25mm之间。

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基于电弧增材制造制备全柱状晶镍基合金薄壁体的方法

实质审查的生效

专利号: CN116727806A

申请人: 南京理工大学

发明人: 张勇; 李颂; 李健乐; 蒋舟雯; 袁圣云

申请日期: 2022-03-03

公开日期: 2023-09-12

IPC分类: B23K9/04

摘要:

本发明公开了一种制备全柱状晶Inconel 625合金薄壁体的方法，基于冷金属过渡的电弧增材制造技术，在Q235多晶钢板上制备Inconel 625单道多层次薄壁体，本发明通过调整送丝速度，合理选择焊接速度、层间冷却温度等工艺参数，便可制备得到全柱状晶结构Inconel 625合金薄壁体。制备的Inconel 625合金薄壁体均由柱状晶组成，且柱状晶尺寸较为均匀、细小，不仅有效的改善了增材制造方法制备Inconel 625合金薄壁体过程中晶粒形貌、尺寸不均匀的问题，而且效率高、成本低，适用于工业化生产。

主权项:

1.一种制备全柱状晶Inconel 625合金薄壁体的方法，其特征在于，采用冷金属过渡电弧增材制造技术，其具体步骤如下：（1）将长方体Q235碳钢合金板作为基材放置操作台；（2）在所述Q235长方体合金基板的表面进行单道多层次的增材制造，从而获得单道多层次Inconel 625合金薄壁体。

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一种用于增材制造工艺的知识建模方法

实质审查的生效

专利号: CN114492804A

申请人: 南京理工大学

发明人: 刘婷婷;呼和都乐;廖文和;韦辉亮;张长东;张凯

申请日期: 2022-02-25

公开日期: 2022-05-13

IPC分类: B33Y50/00

摘要:

本发明提供一种用于增材制造工艺的知识建模方法，包括获取增材制造工艺中涉及的概念；构建所述概念之间的关系约束根据约束关系构建增材制造知识规则，得到知识模型。本发明通过建立知识模型，实现工艺规划方案存储、检索与推荐，可以表达更复杂的知识与关系，便于知识的存储与检索。同时基于知识关联与规则，可以有效建立合适的工艺规划方案。

主权项:

1.一种用于增材制造工艺的知识建模方法，其特征在于，包括：获取增材制造工艺中涉及的概念；其中，所述概念包括增材制造产品、增材制造工艺、增材制造材料、增材制造设备和增材制造后处理；所述增材制造产品包括描述产品性能的产品需求、产品特征、产品尺寸和产品类型；所述增材制造工艺包括工艺类型和工艺参数；所述增材制造材料包括材料号牌和材料参数；所述增材制造设备包括设备类型和设备参数；所述增材制造后处理包括后处理类型和后处理参数；构建所述概念之间的关系约束；所述关系约束表达式满足：(A～B):＝COM(A～B)∪EXP(A～B)；其中，(A～B)为概念A与概念B之间的增材制造工艺关系约束；COM(A～B)为通用关系，是在自顶向下对知识分类形成增材制造知识体系过程存在的整体与部分关系、继承关系、并列关系；所述整体与部分关系为两个上下级概念间的包含关系；所述继承关系为存在继承的上下级概念间的关系；所述并列关系为具有相同上级概念的同级概念间的关系；EXP(A～B)为经验关系，满足其中为概念A与概念B对应的实体在增材制造工艺关系约束下存在的属性集；根据约束关系构建增材制造知识规则，得到知识模型。

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一种消除大型构件电弧增材过程应力变形的方法和装置

发明专利权授予

专利号: CN114381627A

申请人: 南京理工大学

发明人: 范霁康;张建;杨东青;黄勇;王克鸿;彭勇

申请日期: 2022-02-16

公开日期: 2022-11-01

IPC分类: B22F9/04

摘要:

本发明属于电弧增材领域，具体涉及一种消除大型构件电弧增材过程应力变形的方法和装置。利用仿真手段得到电弧增材制造构件应力应变实时云图，从而判断增材构件各个时刻的残余应力分布情况，有针对性地对增材构件进行超声波应力测量，减少超声波应力测量次数的同时降低了测量数据不能有效反映最大残余应力的可能性，提升了工作效率。同时通过仿真数据以及实际残余应力测量数据，使在增材过程中能及时有效地进行振动时效以及去应力退火处理，避免增材过程中残余应力的不断累积，从而有效地控制增材构件的残余应力及变形，使能有效地进行大型增材构件的制造并提高大型构件的整体使用性能。

主权项:

1.一种消除大型构件电弧增材过程应力变形的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，绘制电弧增材构件及其生产工位的整体3D模型并导入机器人离线编程软件，规划增材最优路径并生成切片文件，导入机器人操作控制系统，控制电弧增材过程；步骤二，根据步骤一得到的增材路径，采用计算机仿真软件仿真得到电弧增材制造构件各个时刻的残余应力分布云图；同时整理每增材一层金属后，已增材部分的残余应力分布云图，分析得出每增材n层后，已增材部分构件残余应力最大的区域，其中n>1；步骤三，增材工作台安装在大橡胶垫上方并接地，将基板固定在增材工作台上，安装振动时效系统；步骤四，启动增材机器人进行构件逐层堆积，同时启动振动时效系统，调节振动频率，使基板振动加速度在1～5g之间，熔池处于微振动状态；步骤五，根据步骤二得到的增材过程中每增完一层金属后构件的残余应力分布云图，判断是否需要进行振动时效处理；若云图显示已增材部分最大残余应力超过0.5σ0.2，停止电弧增材，调节振动频率，使增材构件处于共振状态；若云图显示已增材部分最大残余应力低于0.5σ0.2，进行后续增材；步骤六，根据步骤二得到的增材仿真结果，得到每增材n层金属后构件残余应力分布云图；每当增材完第n的倍数层后，停止增材并关闭振动时效系统，将超声波测应力装置探头放置在构件已增材部分残余应力云图显示的残余应力最大的区域，测量该区域实际残余应力值；根据实际测量残余应力值的大小，判定进行步骤七、八、九中的一个步骤；步骤七，若实测值≥0.75σ0.2，即材料屈服强度时，停止电弧增材过程，将构件送往热处理炉中进行去应力退火，待去应力退火完成后，重复步骤三、四、五、六，直至增材构件完成；步骤八，若实测值低于0.5σ0.2，则直接重复步骤四、五、六，直至增材构件完成；步骤九，若实测值介于0.5σ0.2与0.75σ0.2之间，则停止电弧增材过程，调节振动频率，使构件处于共振状态，然后重复步骤四、五、六，直至增材构件完成；步骤十，增材结束后，进行振动时效处理，关闭装置，完成增材制造全过程。

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一种含高熵硼化物的铝基晶粒细化剂及其制备方法

发明专利权授予

专利号: CN114427048A

申请人: 南京理工大学

发明人: 聂金凤;智雅婷;范勇;赵永好;李玉胜

申请日期: 2021-12-30

公开日期: 2023-01-24

IPC分类: C22C21/00

摘要:

本发明属于铝合金细化剂领域，具体涉及一种含高熵硼化物的铝基晶粒细化剂及其制备方法。细化剂由铝基体和均匀分布在铝基体中呈近球形的(Zr0.2Ti0.2V0.2Cr0.2Mn0.2)B2颗粒组成，(Zr0.2Ti0.2V0.2Cr0.2Mn0.2)B2颗粒的粒径为1～5μm。将过渡纯金属颗粒Ti、Cr、Mn、Zr、V等、铝～硼中间合金和纯铝放进真空电弧熔炼炉中熔化，利用熔体反应得到含有高熵硼化物(Zr0.2Ti0.2V0.2Cr0.2Mn0.2)B2的铝合金锭的晶粒细化剂，得到的高熵硼化物颗粒在铝基体上弥散分布，呈近球形，颗粒尺寸在1～5μm。将该发明制备的晶粒细化剂应用在工业纯铝上，α?Al直接以高熵硼化物为形核核心，细化效果好。

主权项:

1.一种含高熵硼化物的铝基晶粒细化剂，其特征在于，由铝基体和均匀分布在铝基体中呈近球形的(Zr0.2Ti0.2V0.2Cr0.2Mn0.2)B2颗粒组成，(Zr0.2Ti0.2V0.2Cr0.2Mn0.2)B2颗粒的粒径为1～5μm。

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一种抑制轻质高强TiAl合金片层粗化的方法

发明专利权授予

专利号: CN114150242A

申请人: 南京理工大学

发明人: 许昊;陈光;祁志祥;郑功;李沛;陈旸

申请日期: 2021-11-25

公开日期: 2023-07-18

IPC分类: C22F1/18

摘要:

本发明公开了一种抑制轻质高强TiAl合金片层粗化的方法，属于轻合金材料加工领域。其合金成分为Ti?（40~45）Al?（3~8）Mn，其步骤为：通过真空感应熔炼和真空自耗熔炼得到合金铸锭，通过高温锻压变形得到合金锻件，变形温度选择（β+α）两相区，变形道次选择3次，总变形量选择70%，冷却方式选择空冷，最后对所获锻件进行固溶时效热处理。本发明中所获锻件组织均匀，热处理工艺简单，成品率和加工效率高，能源损耗低，能有效获取细小片层间距的轻质高强TiAl合金。

主权项:

1.一种抑制轻质高强TiAl合金片层粗化的方法，其特征在于，该TiAl合金成分为Ti-（40~45）Al-（3~8）Mn，依次包括：配料、真空感应熔炼法制备感应铸锭、真空自耗熔炼法制备合金铸锭、高温锻压、固溶时效热处理；其中，固溶时效热处理参数为：1300°C-30min-AC+800℃-3h/6h/12h/24h-FC，AC表示空冷，FC表示炉冷。

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一种双机器人协同电弧增材方法及装置

发明专利权授予

专利号: CN113751834A

申请人: 南京理工大学

发明人: 范霁康;张建;王克鸿;杨东青;彭勇;黄勇

申请日期: 2021-09-29

公开日期: 2022-07-19

IPC分类: B23K9/235

摘要:

本发明涉及一种双机器人协同电弧增材方法及装置，包括如下步骤：对电弧增材样件进行三维建模，将模型导入机器人离线路径编程软件中，对样件进行工艺分区，分别为MIG增材区和等离子增材区，构件各表面至内部8～15mm范围内所组成的几何区域为等离子增材区，其余部分为MIG增材区；按照高度对增材样件进行步骤分区；双机器人依次交替进行所有步骤分区的电弧增材，直至样件增材完成。本发明的双丝MIG电弧增材用于实现电弧增材制造的高效率；等离子增材用于改善双丝MIG电弧增材后增材构件的尺寸精度，提高电弧增材的表面精度，同时也可使用镍基合金等特殊材料对构件进行全表面性能改善，从而实现高效高精度的高质量电弧增材制造。

主权项:

1.一种双机器人协同电弧增材方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：对样件进行工艺分区，构件各表面至内部8～15mm范围内所组成的几何区域为等离子增材区，其余部分为MIG增材区；然后按照高度对增材样件进行步骤分区，每个步骤分区高度在50～100mm之间，从下向上分别编号为1区、2区、…、N区；步骤二：将增材样件三维模型导入机器人电弧增材离线编程软件中，分别根据MIG和等离子增材工艺参数确定样件步骤分区数据，然后按照步骤分区顺序在离线编程软件中分别生成双丝MIG增材机器人和等离子增材机器人的增材路径与姿态程序；步骤三：将基板打磨清理并安装在变位机上；步骤四：对步骤分区第N区进行增材、初始时N＝1，使用双丝MIG增材机器人对第N区MIG增材区进行电弧增材；步骤五：待第N区MIG增材区增材结束后，关闭双丝MIG增材机器人，启动变位机以及等离子增材机器人，对已增材构件进行角度变换，使等离子增材机器人能对已增材构件侧表面进行增材，改善增材构件的尺寸表面精度以及性能；步骤六：第N区增材完成后，采用钢刷或角磨机清理N区上层表面，然后令N＝N+1；步骤七：重复步骤四、五、六，直至增材构件全部完成；步骤八：卸下基板和增材构件，采用切割法将增材构件与基板分离，当等离子增材材料与MIG增材材料不同时，同时将分离后的增材构件固定在变位机上，切割面朝上，启动等离子增材机器人进行增材，增材结束后关闭所有设备，卸载增材构件。

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一种激光熔敷-双丝CMT电弧丝粉复合增材异质构件制造系统

实质审查的生效

专利号: CN114054958A

申请人: 佛山国防科技工业技术成果产业化应用推广中心; 南京理工大学

发明人: 王克鸿;陈振文;彭勇;周琦;王波;杨海东;刘朋飞;崔岩

申请日期: 2021-06-30

公开日期: 2022-02-18

IPC分类: B33Y50/02

摘要:

本发明提供一种激光熔覆?双丝CMT丝粉复合增材异质构件制造系统，通过电弧焊枪与激光焊枪连接及控制装置将CMT双丝焊枪与激光熔覆焊枪装备在同一机器臂上，并使两焊枪底部保持同一平面上，通过增材控制系统，实现两种焊枪的协同控制，同时装备不同丝材和金属粉末，实现激光、CMT、激光?CMT三种丝粉复合增材工艺，根据异质构件的精度、性能及材料要求，通过增材控制系统和分层建模与智能规划软件系统，生成增材方案，交替使用三种不同工艺整体增材多种材料复合的高性能构件，该增材系统集电弧增材高效率及激光增材高精度优点于一体，降低了生产成本，提高了增材精度和效率，同时实现了在一套设备上一体化增材制造多种金属材料复合的大型复杂异质构件。

主权项:

1.一种激光熔覆-双丝CMT丝粉复合增材异质构件制造系统，其特征在于，包括：一台六轴机器人、两台CMT焊接电源、CMT双丝电弧焊枪、激光器、激光熔覆焊枪、CMT电弧焊枪与激光焊枪连接及控制装置、增材控制系统、CMT双丝送丝系统、五料仓激光送粉系统、双轴增材协同变位机、分层建模与智能规划软件系统；其中，CMT电弧焊枪与激光焊枪连接及控制装置将CMT双丝焊枪与激光熔覆焊枪装备在同一机器臂上，并使两焊枪底部保持同一平面上，使焊丝和激光熔覆焊枪头垂直于增材基板，增材时通过增材控制系统可交替控制两种焊枪；增材控制系统和分层建模与智能规划软件系统，在增材前将导入需要增材构件的模型及材料，根据构件要求生成增材方案和相应的工艺参数；并在增材时控制：对于构件成型精度要求低的区域使用CMT双丝电弧增材；对于成型精度要求高以及结构复杂的区域使用激光熔覆送粉增材；对于多种材料复合的构件，能够交替使用不同工艺不同材料进行增材。

发明专利

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一种适用于增材制造的铝合金

发明专利权授予

专利号: CN115449673A

申请人: 南京理工大学

发明人: 孔见;艾燊

申请日期: 2021-05-21

公开日期: 2023-11-03

IPC分类: B22F10/28

摘要:

本发明公开了一种适用于增材制造的铝合金，其成分按质量百分比为：Si：9.2~10.5%，Mg：0.3~0.5%，Sc：0.1~0.3%，Y：0.3~0.7%，La：0.3~0.7%，Sc+Y+La：1.0~1.5%，Mn：0.01~0.02%，Cu：0.01~0.05%，Fe：0.12~0.15%，Ni：0.02~0.05%，Zn：0.20~0.25%，Sn：0.01~0.02%，余量为Al。本发明通过控制元素成分、同时加入Sc、Y、La元素微合金化的方法得到了适合激光增材制造的高强度低成本铝硅镁合金，制成粉末后激光增材制造后获得的增材体的室温抗拉强度为481~528 MPa，室温屈服强度为379~419 MPa，断后延伸率为9.4~12.0%。

主权项:

1.一种适用于增材制造的铝合金，其特征在于，其化学成分按质量百分比计为：Si：9.2~10.5%，Mg：0.3~0.5%，Sc：0.1~0.3%，Y：0.3~0.7%，La：0.3~0.7%，Sc+Y+La：1.0~1.5%，Mn：0.01~0.02%，Cu：0.01~0.05%，Fe：0.12~0.15%，Ni：0.02~0.05%，Zn：0.20~0.25%，Sn：0.01~0.02%，余量为Al。

发明专利

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一种铁基碳化钨与不锈钢异质增材结构及制造方法

发明专利权授予

专利号: CN113369642A

申请人: 南京理工大学

发明人: 冯曰海;严龙;黄俊;王克鸿;周琦

申请日期: 2021-05-10

公开日期: 2022-09-20

IPC分类: B23K9/133

摘要:

本发明公开了一种铁基碳化钨与不锈钢异质增材结构及制造方法，该结构中每增材道、相邻增材道和相邻增材层均呈超硬铁基碳化钨与软质不锈钢区域交替分布。该增材制造方法采用同一等离子电弧，机器人PLC交替控制铁基碳化钨药芯和不锈钢实芯丝材的不同送丝时间、铁基碳化钨药芯丝材单增材道起始时刻、相邻层间单道起始时刻，实现每增材道、相邻道和相邻层均呈超硬铁基碳化钨与软质不锈钢区域交替分布的交替增材结构。本发明通过铁基碳化钨药芯丝材与不锈钢丝材的异质交替熔化，调整送丝时刻、时间与轨迹，实现了三维超硬铁基碳化钨增材区域与软质不锈钢增材区域交替分布的异质结构，达到超高硬度与高韧性的组合，突破超硬与软质材料增材实现难题。

主权项:

1.一种铁基碳化钨与不锈钢异质增材结构，其特征在于：该增材结构在横向X方向、纵向Y方向和垂直Z方向上超硬铁基碳化钨与软质Cr-Ni不锈钢区域均是区域交替分布。

发明专利

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一种双激光束电弧多热源复合增材方法

发明专利申请公布后的驳回

专利号: CN111571017A

申请人: 南京理工大学

发明人: 王磊; 王克鸿; 许雪宗; 黄勇; 杨东青; 范霁康; 李晓鹏

申请日期: 2020-04-30

公开日期: 2020-08-25

IPC分类: B23K26/03

摘要:

本发明属于增材制造领域技术，具体提供了一种双激光束电弧多热源复合增材方法。该系统包括保护气瓶、CMT焊机、送丝机、计算机、焊接机器人、CCD相机、焊接参数采集器、工作台及变位机、焊接机器人控制柜、光纤激光器、红外温度监测器、双光束激光头。利用双激光束+电弧相互协同组成多热源融化丝材进行增材制造，通过调节双激光束的角度、功率，送丝速度，电弧功率等参数，可以实现不同结构件的增材制造。与传统增材相比，双激光束+电弧多热源的复合，可以明显地提高增材过程各热源的稳定性，减少由于热源不稳定产生的缺陷。此外，通过调节各热源能量配比，可以有效地控制热输入，控制增材变形，提高增材精度和结构质量。

主权项:

1.一种双激光束电弧多热源复合增材方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：清理基板表面，除去表面杂物以及氧化物，打开保护气瓶，CCD相机、红外测温仪，为双激光束电弧多热源复合增材做好准备；S2：进行单道焊接工艺参数试验，确定各增材工艺参数；S3：将三维实体零件模型图切片分层处理后导入控制系统中，控制系统根据切片分层计算生成焊接机器人行走轨迹；S4：启动焊接机器人，启动焊机与激光器，调节激光器功率、离焦量、双光束热源间距，双光束角度，预热扫描速度；根据基本材料不同，采用双光束激光对基板进行扫描预热至预热温度；S5：预热结束后，调节增材工艺参数，设置送丝速度，增材速度，激光功率,离焦量，双光束热源间距，双光束角度；S6：预送气，CMT焊枪按设置好的程序移至起弧点进行起弧，焊接机器人按预设轨迹移动进行增材制造；S7：将焊枪在高度方向上抬高一个层高，然后按照步骤S6进行下一层的熔融堆积；S8：重复步骤S7直至完成增材制造，焊枪熄弧、激光头停止出光，保护气停止送气；S9：在完成S8步骤后，把焊枪移动到的安全位置，关闭激光器、焊机，完成双激光束电弧多热源复合增材制造。

发明专利

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一种等离子熔覆制备异构材料的方法

发明专利权授予

专利号: CN111347043A

申请人: 南京理工大学

发明人: 周浩; 黄家喜; 高波; 肖礼容; 陈雪飞; 曹阳; 李玉胜; 聂金凤

申请日期: 2020-03-27

公开日期: 2020-06-30

IPC分类: C23C24/10

摘要:

本发明属于异构材料制备领域，具体涉及一种等离子熔覆制备异构材料的方法。包括预处理、底层熔覆、多层熔覆和固溶时效析出四步工序。具体步骤为：采用等离子熔覆，在高韧性材料A基体上熔覆高强度的材料B，再在高强度材料B基体上熔覆高韧性的材料A，按照特定的搭接堆垛方式重复以上的操作，最后经固溶时效析出获得三维方向上可控可设计的异构材料，最终实现材料的高强高韧。本发明通过等离子熔覆工艺及固溶时效析出制备多层复杂的异构复合材料，有效地避免杂质的掺入和界面氧化，易于进行工业生产，适用的原材料范围广，且熔覆样式及形状变化多样，实现了异质结构在三维方向上可控可设计。

主权项:

1.一种等离子熔覆制备异构材料的方法，其特征在于，采用等离子熔覆，在高韧性材料A基体上熔覆高强度材料B，采用不同的路径，再在高强度材料B基体上等离子熔覆高韧性材料A，根据产品性能的要求选择搭接堆垛方式重复以上操作，得到熔覆的异构材料；将熔覆的异构材料经固溶时效处理，最终形成材料A/B组成的三维异构材料。

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一种用于圆柱体增材加工的激光熔覆系统以及方法

发明专利申请公布后的驳回

专利号: CN110528002A

申请人: 南京理工大学北方研究院

发明人: 丁翚; 张黎寅

申请日期: 2019-10-07

公开日期: 2019-12-03

IPC分类: C23C24/10

摘要:

本发明公开了一种用于圆柱体增材加工的激光熔覆系统，包括数控机床与直线位移机构，且直线位移机构位于数控机床的上端，所述数控机床水平置有圆柱体，所述数控机床内安装有驱动圆柱体绕自身轴线圆周转动的旋转电机，所述直线位移机构上安装有器体，所述器体的下端开设有熔覆口；所述器体内设有激光发生机构。优点在于：自第一发射激光开始，向左或右依次设置的第一分束激光、第三分束激光和第五分束激光和第二反射激光，激光强度呈梯度减小，形成预热区、熔覆区和退火区，分别对圆柱体的环形表面进行预热、熔覆、退火，将大大降低或消除因骤热骤冷，热应力较大而产生裂纹的问题。

主权项:

1.一种用于圆柱体增材加工的激光熔覆系统，包括数控机床(1)与直线位移机构(3)，且直线位移机构(3)位于数控机床(1)的上端，其特征在于，所述数控机床(1)水平置有圆柱体(2)，所述数控机床(1)内安装有驱动圆柱体(2)绕自身轴线圆周转动的旋转电机，所述直线位移机构(3)上安装有器体(4)，所述器体(4)的下端开设有熔覆口(41)；所述器体(4)内设有激光发生机构(5)，所述激光发生机构(5)包括安装在器体(4)内顶壁的激光发射器(51)与安装在器体(4)下端内壁的反射分束组件(52)，所述反射激光组件(52)包括对称设置的反射镜(521)、第一分束镜(522)、第二分束镜(523)、第三分束镜(524)和第四分束镜(525)，所述第一分束镜(522)、第二分束镜(523)、第三分束镜(524)和第四分束镜(525)与水平线之间形成的夹角依次增大，所述反射镜(521)与第一分束镜(522)之间、第一分束镜(522)与第二分束镜(523)之间、第二分束镜(523)与第三分束镜(524)之间、第三分束镜(524)与第四分束镜(525)之间均固定连接有透镜(526)，两个所述反射镜(521)之间形成通口(527)，所述激光发射器(51)发射出第一发射激光(511)与第二发射激光(512)，所述第二发射激光(512)在第一反射镜(521)的反射下形成水平的第一反射激光(5121)，所述第一反射激光(5121)经第一分束镜(522)分束为第一分束激光(5122)与第二分束激光(5123)，所述第二分束激光(5123)经第二分束镜(523)分束为第三分束激光(5124)与第四分束激光(5125)，所述第四分束激光(5125)经第三分束镜(524)分束为第五分束激光(5216)与第六分束激光(5217)，所述第六分束激光(5217)在第二发射镜(525)的发射下形成第二反射激光(5128)，所述器体(4)内且在第一发射激光(511)、第一分束激光(5122)、第三分束激光(5124)、第五分束激光(5126)和第二反射激光(5128)的对应位置上安置有聚焦透镜(53)；所述器体(4)在激光发生机构(5)的两侧设有送粉冷却机构(6)，所述送粉冷却机构(6)包括呈圆柱形、实心的管体(61)和与管体(61)上端连通的送粉器(62)，所述管体(61)内分叉式开设有第一送粉通道(63)，所述第一送粉通道(63)的内底壁均开设有与之连通的第二送粉通道(64)，所述第二送粉通道(64)的内底壁均开设有漏斗状的增压通道(65)，所述第二送粉通道(64)内安装有电磁阀(66)。

发明专利

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一种基于放电等离子两步烧结制备硬质合金的方法

发明专利权授予

专利号: CN110004313A

申请人: 南京理工大学

发明人: 汪振华; 贾继恒; 袁军堂; 殷增斌; 黄雷; 胡小秋; 程寓; 王博翔

申请日期: 2019-04-11

公开日期: 2019-07-12

IPC分类: B22F5/00

摘要:

本发明属于放电等离子烧结材料领域，特别是一种基于放电等离子两步烧结制备硬质合金的方法。该方法经过混料，干燥、过筛，预压之后进行两步烧结，所述两步烧结采用放电等离子炉，烧结工艺参数是以100±10℃的升温速率持续升温到1300±10℃保温3min，然后以200±30℃的降温速率降温至1200±10℃保温5min。本发明提出的两步法烧结超细晶WC?12Co?0.2VC硬质合金的方法，首先，采用较高的烧结温度和较短的保温时间使WC粉末快速形成细小、规则的WC晶粒，然后降到较低烧结温度并保温较长时间使WC晶粒生长缓慢而材料进一步致密化。

主权项:

1.一种基于放电等离子两步烧结制备硬质合金的方法，经过混料，干燥、过筛，预压之后进行两步烧结，其特征在于，所述两步烧结采用放电等离子炉，烧结工艺参数是以100±10℃的升温速率持续升温到1300±10℃保温3min，然后以200±30℃的降温速率降温至1200±10℃保温5min。

发明专利

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筛选条件

专利搜索结果关键词: "南京理工大学"

一种电弧增材随行热处理装置及工艺方法

一种提高压电式快速转向镜平台定位精度的方法

一种自适应调控层高制备层状复合异质材料与结构的电弧增材制造系统与方法

一种激光与电弧复合热源带状丝材实现超宽超薄焊道的增材方法

一种梯度过渡钛合金多束电子束原位反应增材方法

一种电弧增材制造马氏体时效钢增韧止裂方法

一种超音频脉冲方波MIG辅助三丝电弧增材工艺方法

基于电弧增材制造制备全柱状晶镍基合金薄壁体的方法

一种用于增材制造工艺的知识建模方法

一种消除大型构件电弧增材过程应力变形的方法和装置

一种含高熵硼化物的铝基晶粒细化剂及其制备方法

一种抑制轻质高强TiAl合金片层粗化的方法

一种双机器人协同电弧增材方法及装置

一种激光熔敷-双丝CMT电弧丝粉复合增材异质构件制造系统

一种适用于增材制造的铝合金

一种铁基碳化钨与不锈钢异质增材结构及制造方法

一种双激光束电弧多热源复合增材方法

一种等离子熔覆制备异构材料的方法

一种用于圆柱体增材加工的激光熔覆系统以及方法

一种基于放电等离子两步烧结制备硬质合金的方法

金属粉末专利分析

材料体系分布

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