本發(fā)明涉及激光能量誘導(dǎo)的脈沖電弧三維快速成形制造方法，適用于以自動同步送絲形式實(shí)現(xiàn)不銹鋼、鋁合金等金屬材料的電弧三維快速成形制造。

背景技術(shù)：
三維快速成形制造(3D打印)技術(shù)是信息技術(shù)、新材料技術(shù)與制造技術(shù)多學(xué)科融合發(fā)展的先進(jìn)制造技術(shù)，是被譽(yù)為有望產(chǎn)生“第三次工業(yè)革命”的代表性技術(shù)，是大批量制造模式向個性化制造模式發(fā)展的引領(lǐng)技術(shù)。經(jīng)過短短20余年的時間，這一技術(shù)已取得了飛速發(fā)展，在航空航天、微納制造、生物醫(yī)學(xué)工程等諸多領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。金屬構(gòu)件三維快速成形制造的技術(shù)基礎(chǔ)是焊接/連接，近20年來，國內(nèi)外三維快速成形制造實(shí)現(xiàn)了兩大突破：其一是由早期的激光快速成形光敏樹脂等非金屬材料制品向金屬結(jié)構(gòu)件的成形制造發(fā)展；其二是把高能束流熱源(電子束、激光束)的柔性和焊接成形技術(shù)與計算機(jī)輔助設(shè)計/制造信息技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)了金屬結(jié)構(gòu)訂制式無模制造，形成了新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。三維快速成形制造優(yōu)勢在于制造周期短、適合單件個性化需求、大型薄壁件制造、鈦合金等難加工易熱成形零件制造、結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件制造，在航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域，產(chǎn)品開發(fā)階段，計算機(jī)外設(shè)發(fā)展和創(chuàng)新教育上具有廣闊發(fā)展空間。目前，三維快速成形制造技術(shù)是傳統(tǒng)大批量制造技術(shù)的一個補(bǔ)充，相對于傳統(tǒng)制造技術(shù)還面臨許多新挑戰(zhàn)和新問題。金屬構(gòu)件的三維快速成形制造應(yīng)用于產(chǎn)品研發(fā)，還存在使用成本高、制造效率低、制造精度尚不能令人滿意等問題。其工藝與裝備研發(fā)也尚不充分，尚未進(jìn)入大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。TIG電弧具有穩(wěn)定性好的突出特點(diǎn)，用于三維快速成形可獲得更好的成形質(zhì)量。相對于TIG自由電弧，脈沖MIG電弧用于三維快速成形具有熱效率高、熔滴沉積率高、平均熱輸入低等優(yōu)點(diǎn)，但脈沖MIG電弧的穩(wěn)定性和熔滴過渡、電弧電導(dǎo)性有密切關(guān)系。而低功率脈沖激光熱源具有單脈沖功率高、平均熱輸入低、能量密度大等特點(diǎn)，但其應(yīng)用于三維快速成形的制造效率低于電弧三維快速成形。因此，將這兩種熱源結(jié)合用于三維快速成形制造，可以為實(shí)現(xiàn)降低制造成本、提升制造效率、保證制造質(zhì)量穩(wěn)定性帶來了新的可能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對金屬材料結(jié)構(gòu)件的成形制造，提供一種基于協(xié)同脈沖激光能量誘導(dǎo)的脈沖電弧三維快速成形制造方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)不銹鋼、鋁合金、鈦合金等金屬材料結(jié)構(gòu)的三維快速成形制造。本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種基于協(xié)同脈沖激光能量誘導(dǎo)的脈沖電弧三維快速成形制造方法，該方法利用脈沖電弧熱源提供熔化金屬絲材、形成熔滴和金屬材料結(jié)構(gòu)成形所需要的主要能量，借助脈沖激光能量抑制脈沖電弧的不穩(wěn)定性，借助激光和電弧協(xié)同脈沖實(shí)現(xiàn)兩種能量源的充分融合，并提高材料對熱源能量的熱吸收率。所述成形制造方法的步驟如下：(1)安裝基板，并可靠裝夾，水平固定；(2)調(diào)整脈沖MIG電弧焊槍，使脈沖電弧出射方向與鉛垂面成0°～5°夾角；(3)調(diào)整激光出射方向，使其與脈沖電弧出射方向成15°～30°夾角；(4)校準(zhǔn)脈沖MIG電弧焊槍與激光出射頭相對位置，使出射金屬絲與出射激光束位于同一平面，激光束斑在基板的作用點(diǎn)與金屬絲材延長線相交，且以工作臺前進(jìn)方向為參照，激光出射頭在前，脈沖MIG電弧焊槍在后；(5)零件三維建模、分層切片，生成成形制造程序。(6)...