本發明屬于激光3D打印技術領域，涉及一種三元葉輪葉片激光近凈成形方法。
背景技術：
三元葉輪葉片是飛機發動機、汽輪機以及透平壓縮機等現代動力裝置的主要組成零件，它是一種復雜的空間扭轉薄壁件，具有大傾斜和大扭轉的結構特征，機械加工難度較大。傳統的三元葉輪葉片加工方法主要包括：精密鍛造、五軸數控銑削和數控電解加工。采用上述加工方式加工三元葉輪葉片時，往往需要復雜的鍛造模具或加工過程中造成大量貴重材料的浪費，加工周期較長，加工成本較高。激光近凈成形技術是一種新型的快速3D打印(增材制造)技術，能夠實現各種高性能、復雜結構的快速、無模具、全致密近凈成形。采用5軸數控系統是成形三元葉輪葉片等大傾斜、大扭轉結構的一種常用方法，但5軸數控系統對激光近凈成形系統的硬件要求高，增加了設備復雜性和零件加工成本，因此，如何在3軸開環條件下成形出具有高形狀精度的三元葉輪葉片具有現實意義。目前，在3軸開環控制條件下激光近凈成形三元葉輪葉片主要是通過對葉片中的懸臂結構和懸垂部位添加輔助支撐的方式來實現。張航，魯中良，楊強，李滌塵，一種激光金屬直接成形高嫡合金渦輪發動機熱端部件的方法，中國發明專利，公開號CN104368814A，公開了一種激光金屬直接成形高嫡合金渦輪發動機熱端部件的方法，該方法利用激光金屬直接成形技術，在3軸數控工作臺條件下，通過對渦輪葉片中的懸臂結構和懸垂部位添加輔助支撐的方式，將高嫡合金粉末直接加工成形，得到了渦輪靜葉片、渦輪動葉片等渦輪發動機熱端部件。采用該方法需要在三維建模過程中對三維模型添加支撐，然后在后續加工過程中需要將多余支撐結構去除，工藝流程復雜，材料浪費嚴重。
技術實現要素：
為解決在3軸開環條件下，三元葉輪葉片激光近凈成形過程中需要添加輔助支撐的問題，本發明提出了一種三元葉輪葉片激光近凈成形方法。一種三元葉輪葉片激光近凈成形方法，步驟如下：A、對待成形的三元葉輪葉片建立三維實體模型，然后對三維模型按一定層厚進行切片分層，得到各個截面的輪廓數據，所述的三元葉輪葉片傾斜角度0°～75°，扭轉角度0°～90°；所述的對三維實體模型進行切片分層的厚度為0.1-0.5mm；B、根據葉輪葉片傾斜角度和扭轉角度將整個葉片分為小角度段、中角度段和大角度段，所述的小角度段最大傾斜角度0°～30°，層間扭轉角度0°～0.2°；所述的中角度段最大傾斜角度30°～45°，層間扭轉角度0°～0.35°；所述的大角度段最大傾斜角度45°～75°，層間扭轉角度0°～1.28°；C、對于所述的葉輪葉片小角度段，將激光頭與垂直方向偏轉一定角度，即為激光束與垂直方向預設夾角，所述的預設夾角為0°～30°；對于所述的葉輪葉片中角度段，為激光束與垂直方向預設夾角，所述的預設夾角為15°～30°；對于所述的葉輪葉片大角度段，為激光束與垂直方向預設夾角，所述的預設夾角為40°～45°；D、將得到的輪廓數據以及預設夾角信息導入激光近凈成形設備，啟動激光近凈成形系統，開始成形三元葉輪葉片。本發明提出的一種三元葉輪葉片激光近凈成形方法具有以下優點：1、所述的一種三元葉輪葉片激光近凈成形方法，能夠在3軸開環條件下成形出傾斜角度0°～75°，扭轉角度0°～90°的三元葉輪葉片，對激光近凈成形系統的硬件要求較低，降低了設備復雜性和零件加工成本；2、所述的一種三元葉輪葉片激光近凈成形方法，不需要在三維建模過程中對三維模型添加支撐，避免了在后續加工過程中去除支撐結構，工藝流程簡單，加工效率高，節省材料。附圖說明附圖是本發明三元葉輪葉片激光近凈成形方法示意圖。圖中：1葉輪葉片傾斜角度；2葉輪葉片扭轉角度；3葉輪葉片小角度段；4葉輪葉片中角度段；5葉輪葉片大角度段；6激光頭；7激光束與垂直方向預設夾角。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明進行進一步說明。在實施例中，所選激光近凈成形參數為：激光功率1000W，掃描速度360mm/min，送粉量為3.6g/min；所用粉末為316不銹鋼粉末，烘干后裝入送粉器的送粉筒中；所用不銹鋼基板用砂紙打磨并用酒精擦拭。具體步驟如下：A、對待成形的三元葉輪葉片建立三維實體模型，然后對三維模型按層厚0.2mm進行切片分層，得到各個截面的輪廓數據，所述的三元葉輪葉片傾斜角度0°～65°，扭轉角度0°～90°；B、根據葉輪葉片傾斜角度1和扭轉角度2將整個葉片分為小角度段3、中角度段4和大角度段5，所述的小角度段3最大傾斜角度30°，層間扭轉角度0.2°；所述的中角度段4最大傾斜角度45°，層間扭轉角度0.13°；所述的大角度段最大傾斜角度65°，層間扭轉角度0.29°；C、對于所述的葉輪葉片小角度段3，將激光頭6與垂直方向偏轉一定角度，即為激光束與垂直方向預設夾角，所述的預設夾角7為15°；對于所述的葉輪葉片中角度段，為激光束與垂直方向預設夾角，所述的預設夾角7為20°；對于所述的葉輪葉片大角度段，為激光束與垂直方向預設夾角，所述的預設夾角7為40°；D、將得到的輪廓數據以及預設夾角信息導入激光近凈成形設備，啟動激光近凈成形系統，開始成形三元葉輪葉片。以上所述實例僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。