一种铝合金通过SLM技术成型复杂薄壁翅片的方法与流程

本发明涉及铝合金增材制造，特别是涉及一种铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法。

背景技术：

1、选区激光熔化(selective laser melting，简称slm)成型技术可以不使用模具直接成型结构复杂的零部件，在复杂结构零部件的制造领域表现出较强的技术优势，近年来，该技术在换热器领域得到了广泛应用。

2、铝合金alsi10mg是一种铸造铝合金，该合金具有密度低(2.7g/cm3)，抗腐蚀性良好的特点。其在增材制造领域常用于薄壁和复杂几何设计的制造，其应用主要集中在航空航天、汽车和能源等领域。

3、传统生产加工制造铝合金薄壁翅片的方法通常存在加工难度高、加工效率慢和费用高昂的问题，采用slm技术一体成型铝合金薄壁翅片可以增加零件加工的灵活性并且提高制造效率，零件一体成型有助于减少零件制造的工序。但是采用slm技术成型复杂薄壁翅片中也存在下述问题：

4、由于铝合金的熔点低，使用slm技术进行设计制造时，存在表面质量差、无法成型薄壁特征和粉末原材料流动性较差等问题，表面质量差和无法成型薄壁特征是因为激光能量输入到粉床上时，由于合金熔点低，导致熔池的熔宽、熔深较其他材料更宽、更深，这导致铝合金下表面挂渣情况更严重，下表面粗糙度高；薄壁成型难度高，需要精确控制输入到粉床上的激光能量和工艺参数。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，用于解决现有技术中铝合金薄壁翅片表面质量差、无法成型薄壁特征和粉末原材料流动性差的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，应用于热交换器上薄壁翅片的生产中；所述薄壁翅片包括主翅片、第一翅片、以及第二翅片，若干个主翅片等间距平行设置，若干个主翅片之间通过第一翅片相互连接；所述第一翅片上还设置有第二翅片，所述第二翅片与主翅片平行；步骤如下：

3、s1：选取alsi10mg合金球型粉末为原材料；

4、s2：采用计算机绘制slm成型所需的三维模型后，将三维模型导入到slm打印机中，slm打印机对三维模型进行信息处理并转化成带有工艺参数和向量的二维数据；

5、s3：根据slm打印机的各项工艺参数和向量的二维数据，slm打印机执行每一层的任务数据，通过激光能量熔化铝合金粉末，并在基板上逐层成型；

6、s4：将打印好的薄壁翅片从基板上分离下来，对薄壁翅片进行去应力退火处理。

7、优选的，所述主翅片的厚度为0.3mm；所述第一翅片的厚度为0.25mm；所述第二翅片的厚度为0.2mm。

8、优选的，步骤s3中slm打印机的各项工艺参数包括激光扫描速度、激光功率、层厚、以及扫描间距，所述激光扫描速度为1000mm/s-1600mm/s。

9、优选的，步骤s3中打印主翅片时的激光扫描速度为1600mm/s，打印第一翅片时的激光扫描速度为1000mm/s，打印第二翅片时的激光扫描速度为1500mm/s。

10、优选的，所述激光功率为150w-300w。

11、优选的，步骤s3中打印主翅片时的激光功率为250w，打印第一翅片时的激光功率为150kw，打印第二翅片时的激光功率为200kw。

12、优选的，所述层厚为30um。

13、优选的，所述扫描间距为0.140mm-0.160mm。

14、优选的，步骤s3中打印主翅片时的扫描间距为0.155mm，打印第一翅片时的扫描间距为0.150mm，打印第二翅片时的扫描间距为0.150mm。

15、如上所述，本发明的铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，具有以下有益效果：

16、本发明中的slm技术成型的铝合金薄壁可以使最小薄壁翅片放低至0.15mm，相较于现有技术中slm技术程序的铝合金薄壁翅片均高于0.3mm，薄壁翅片的厚度减小了一倍，如此相同的空间可以设置更多的薄壁翅片，增加了换热面积，提高了热交换的速率。

技术特征：

1.一种铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，应用于热交换器上薄壁翅片的生产中；所述薄壁翅片包括主翅片(1)、第一翅片(2)、以及第二翅片(3)，若干个主翅片(1)等间距平行设置，若干个主翅片(1)之间通过第一翅片(2)相互连接；所述第一翅片(2)上还设置有第二翅片(3)，所述第二翅片(3)与主翅片(1)平行；其特征在于：步骤如下：

2.根据权利要求1所述的铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，其特征在于：所述主翅片(1)的厚度为0.3mm；所述第一翅片(2)的厚度为0.25mm；所述第二翅片(3)的厚度为0.2mm。

3.根据权利要求1所述的铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，其特征在于：步骤s3中slm打印机的各项工艺参数包括激光扫描速度、激光功率、层厚、以及扫描间距，所述激光扫描速度为1000mm/s-1600mm/s。

4.根据权利要求3所述的铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，其特征在于：步骤s3中打印主翅片(1)时的激光扫描速度为1600mm/s，打印第一翅片(2)时的激光扫描速度为1000mm/s，打印第二翅片(3)时的激光扫描速度为1500mm/s。

5.根据权利要求1所述的铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，其特征在于：所述激光功率为150w-300w。

6.根据权利要求5所述的铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，其特征在于：步骤s3中打印主翅片(1)时的激光功率为250w，打印第一翅片(2)时的激光功率为150kw，打印第二翅片(3)时的激光功率为200kw。

7.根据权利要求1所述的铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，其特征在于：所述层厚为30um。

8.根据权利要求1所述的铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，其特征在于：所述扫描间距为0.140mm-0.160mm。

9.根据权利要求8所述的铝合金通过slm技术成型复杂薄壁翅片的方法，其特征在于：步骤s3中打印主翅片(1)时的扫描间距为0.155mm，打印第一翅片(2)时的扫描间距为0.150mm，打印第二翅片(3)时的扫描间距为0.150mm。

技术总结本发明提供一种铝合金通过SLM技术成型复杂薄壁翅片的方法，应用于热交换器上薄壁翅片的生产中；所述薄壁翅片包括主翅片、第一翅片、以及第二翅片，若干个主翅片等间距平行设置，若干个主翅片之间通过第一翅片相互连接；所述第一翅片上还设置有第二翅片，所述第二翅片与主翅片平行。本发明中的SLM技术成型的铝合金薄壁可以使最小薄壁翅片放低至0.15mm，相较于现有技术中SLM技术程序的铝合金薄壁翅片均高于0.3mm，薄壁翅片的厚度减小了一倍，如此相同的空间可以设置更多的薄壁翅片，增加了换热面积，提高了热交换的速率。技术研发人员：刘建业,毛丽,王毅,王然受保护的技术使用者：上海汉邦联航激光科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9