复合的增材制造方法、装置、DED复合成形设备与介质与流程

复合的增材制造方法、装置、ded复合成形设备与介质
技术领域
1.本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种复合的增材制造方法、装置、ded复合成形设备与介质。


背景技术：

2.增材制造是一种通过逐层累加材料，自下而上的进行零件直接成型的制造方法。“增材”是相对于传统的车、铣、刨、磨等“减材”制造方法而给出的新的定义，相对适合结构和形状复杂的零件，并且可以减少加工工序，大幅度缩短加工周期。
3.目前，激光增材制造技术主要包括粉末床熔融（pbf）和定向能量沉积（direct energy deposit，ded），粉末床熔融指的是激光选区熔化（slm），定向能量沉积指的是激光近净成形（lens）。在ded增材制造过程中，金属粉末由载粉气裹挟与高能激光束相互作用，熔化并沉积。与slm和sls（selektives laserintern，选择性激光烧结）增材制造技术相比，ded工艺不受粉末床尺寸的限制，在航空航天、核电、石化等行业制造大型零件的应用上显示出绝对的优势。ded工艺是由高功率激光经调制和聚焦，将基体材料表面薄层和同步输送的粉末/丝状材料同时熔化，利用基于机械手或机床的运动平台以合适的速度移动沉积装置，逐层沉积，从而近净成形大型零部件和构件一种增材制造技术。
4.然而，在现有ded技术成形过程中，极高的热量输入和极快的冷却速度易在成形组织中生成气孔、裂纹和表面形貌缺陷，粗糙的粉末颗粒成形容易形成粗大柱状晶体；另一方面，在逐层成形的过程中成形的零部件在不同方向上的力学性能各向异性。使用该技术直接成形的零部件大多数为关键承力件，成型过程中出现的气孔、裂纹和各向异性等问题会导致成形的零部件承载能力和疲劳寿命急剧下降，对其应用领域造成了极大限制。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提出一种复合的增材制造方法、装置、ded复合成形设备与介质，旨在通过定向能量沉积与随行辊压复合的增材加工方式提高最终成形零件的组织力学性能和成形精度。
6.为实现上述目的，本发明提供一种复合的增材制造方法，所述复合的增材制造方法运用于ded复合成形设备，所述复合的增材制造方法包括如下步骤：获取待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层工艺轨迹；基于所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述ded复合成形设备在基板上对原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织；基于所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对所述逐层凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件；剥离出所述复合成形的待成型零件上的所述基板，得到成型零件。
7.优选地，所述ded复合成形设备连接至少一个计算机设备，所述获取待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层内的工艺轨迹的步骤之前，所述复合的增材制造方
法还包括：通过所述计算机设备获取待成型零件几何特征；根据待成型零件的几何特征，通过所述计算机设备设计所述待成型零件对应的增材制造毛胚模型和支撑结构；通过所述计算机设备对所述增材制造毛胚模型和所述支撑结构进行分层切片，得到切片后的数学模型和每层内的工艺轨迹。
8.优选地，所述ded复合成形设备连接至少一个计算机设备，所述获取待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层工艺轨迹的步骤包括：通过所述计算机设备处理待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层工艺轨迹输入到所述ded复合成形设备。
9.优选地，所述ded复合成形设备包括送粉器/送丝机、激光熔覆头，所述基于所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述ded复合成形设备在基板上对原料进行逐层熔积，得到熔积后的凝固组织的步骤包括：通过所述送粉器/送丝机将所述原料传输到所述基板；根据所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述激光熔覆头在所述基板上对所述原料进行逐层熔积，并对熔积过程中的温度进行监控；监测所述熔积过程中的温度是否小于预设温度；若所述熔积过程中的温度小于所述预设温度，则继续执行通过所述激光熔覆头在所述基板上所述原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织。
10.优选地，所述监测所述熔积过程中的温度是否小于预设温度的步骤之后，所述复合的增材制造方法还包括：若所述熔积过程中的温度大于所述预设温度，则进行层间冷却。
11.优选地，所述ded复合成形设备包括辊压头，所述辊压头内部通有冷却水，所述基于所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对所述逐层凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件的步骤包括：根据所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，通过所述辊压头对所述逐层凝固组织进行逐层辊压，其中，所述辊压头内部通有冷却水对其进行实时冷却，得到复合成形的待成型零件。
12.优选地，所述剥离出所述复合成形的待成型零件上的所述基板，得到成型零件的步骤之后，所述复合的增材制造方法还包括：对所述成形零件进行增材性能和机械加工指标检测。
13.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种复合的增材制造装置，所述复合的增材制造装置包括：获取模块，用于获取待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层工艺轨迹；熔积模块，用于基于所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述ded复合成形设备在基板上对原料进行逐层熔积，得到熔积后的凝固组织；辊压模块，用于基于所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对所述凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件；
剥离模块，用于剥离出所述复合成形的待成型零件上的所述基板，得到成型零件。
14.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种ded复合成形设备，所述ded复合成形设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的复合的增材制造程序，所述复合的增材制造程序被所述处理器执行时实现如上所述的复合的增材制造方法的步骤。
15.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有复合的增材制造程序，所述复合的增材制造程序被处理器执行时实现如上所述的复合的增材制造方法的步骤。
16.本发明提出的复合的增材制造方法、装置、ded复合成形设备和介质；所述复合的增材制造方法运用于ded复合成形设备，所述ded复合成形方法包括：获取待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层工艺轨迹；基于所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述ded复合成形设备在基板上的原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织；基于所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对所述逐层凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件；剥离出所述复合成形的待成型零件上的所述基板，得到成型零件。本发明通过获取待成型零件的数学模型和待成型零件的每层工艺轨迹；根据数学模型和每层工艺轨迹，通过ded复合成形设备在基板上对金属丝、或金属粉末等金属原料进行逐级熔积，得到熔积后的逐层凝固组织；然后根据每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对逐层凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件；将复合成形的待成型零件中底座上的基板剥离下来，得到成型零件；从而通过定向能量沉积与随行辊压复合的增材加工方式提高最终成形零件的组织力学性能和成形精度。
附图说明
17.图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；图2为本发明复合的增材制造方法第一实施例的流程示意图；图3为本发明复合的增材制造方法第一实施例的ded复合成形设备示意图；图4为本发明复合的增材制造方法第一实施例的子流程示意图；图5为本发明复合的增材制造方法第二实施例的流程示意图；图6为本发明复合的增材制造方法第三实施例的流程示意图；图7为本发明复合的增材制造方法第三实施例的一子流程示意图；图8为本发明复合的增材制造方法第四实施例的流程示意图；图9为本发明复合的增材制造方法第四实施例的辊压头构造正面示意图；图10为本发明复合的增材制造方法第四实施例的辊压头构造侧面示意图；图11为本发明复合的增材制造方法第四实施例的自由熔积焊道示意图；图12为本发明复合的增材制造方法第四实施例的轧制后焊道图示意图；图13为本发明复合的增材制造方法第五实施例的流程示意图；图14为本发明复合的增材制造方法第一实施例的功能模块示意图。
18.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
19.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
21.本发明实施例设备可以是移动终端或服务器设备。
22.如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（display）、输入单元比如键盘（keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如wi-fi接口）。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器（non-volatile memory），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
23.本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
24.如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及复合的增材制造程序。
25.其中，操作系统是管理和控制终端设备与软件资源的程序，支持网络通信模块、用户接口模块、复合的增材制造程序以及其他程序或软件的运行；网络通信模块用于管理和控制网络接口1002；用户接口模块用于管理和控制用户接口1003。
26.在图1所示的终端设备中，所述终端设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的复合的增材制造程序，并执行下述复合的增材制造方法各个实施例中的操作。
27.基于上述硬件结构，提出本发明复合的增材制造方法实施例。
28.参照图2，图2为本发明复合的增材制造方法第一实施例的流程示意图，所述复合的增材制造方法包括：步骤s10，获取待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层工艺轨迹；步骤s20，基于所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述ded复合成形设备在基板上的原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织；步骤s30，基于所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对所述逐层凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件；步骤s40，剥离出所述复合成形的待成型零件上的所述基板，得到成型零件。
29.本实施例通过获取待成型零件的数学模型和待成型零件的每层工艺轨迹；根据数学模型和每层工艺轨迹，通过ded复合成形设备在基板上对金属丝、或金属粉末等金属原料进行逐级熔积，得到熔积后的逐层凝固组织；然后根据每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对逐层凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件；将复合成形的待成型零件中底座上的基板剥离下来，得到成型零件；从而通过定向能量沉积与随行辊压复合的增材加工方式提高最终成形零件的组织力学性能和成形精度。
30.以下将对各个步骤进行详细说明：步骤s10，获取待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层工艺轨迹。
31.在本实施例中，本发明复合的增材制造方法运用于ded复合成形设备；ded复合成形设备连接至少一个计算机设备，ded复合成形设备包括激光器、水冷机、送粉器/送丝机、
多轴运动平台、激光熔覆头、辊压头、运动控制系统和电气系统。其中，激光器用于提供直接能量沉积能量源；水冷机用于对激光器、激光熔覆头和轧制头进行冷却；送粉/送丝机是由伺服电机驱动进行直接能量沉积材料的送给，以此实现送粉/送丝的精确可控；多轴运动平台用于打印过程中拖动基板和打印零件按照设定的程序进行相应运动；激光熔覆头是材料沉积工具；辊压头是压力加工工具；运动控制系统用于控制运动平台运动；电气系统用于控制增材制造过程中设备的运行。参照图3，图3为ded复合成形设备示意图，ded复合成形设备包括有熔池监控001，光纤输入端002，激光熔覆头003，打印基板004以及辊压头005；其中，需要控制激光熔覆头003的熔池中心和辊压头005的辊压头中心的水平距离l，以保证在所成形金属的相变温度区间内进行辊压增强，基于工艺需求和结构设计，给定该水平距离一般为30~50mm。
32.通过从不同的渠道获取待成型零件的数学模型，以及待成型零件的每层工艺轨迹，可以是通过ded复合成形设备连接的计算机设备获取待成型零件的数学模型，以及待成型零件的每层工艺轨迹，也可以是通过接收其他用户计算机设备转发到与ded复合成形设备连接的计算机设备的待成型零件的数学模型，以及待成型零件的每层工艺轨迹；本实施例对获取待成型零件的数学模型，以及待成型零件的每层工艺轨迹的渠道不作限定。
33.其中，待成型零件的数学模型是指通过计算机设备根据成型零件的几何尺寸设计的待成型零件3d模型；待成型零件的每层工艺轨迹是指通过计算机设备按照待成型零件3d模型的工艺方案，生成切片模型(层)和每层内的工艺轨迹；每层工艺轨迹需要利用ded复合成形设备逐层对金属丝、或金属粉末等金属原料进行熔覆或者熔积，在逐层熔积的同时，还进行逐层辊压，直至完成所有工艺步骤。
34.进一步地，在一实施例中，参照图4，步骤s10包括：步骤s11，通过所述计算机设备处理待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层工艺轨迹输入到所述ded复合成形设备。
35.在本实施例中，复合的增材制造方法运用于ded复合成形设备，ded复合成形设备连接至少一个计算机设备，通过与ded复合成形设备相连接的计算机设备处理待成型零件的数学模型，以及待成型零件的每层工艺轨迹输入到ded复合成形设备中。
36.步骤s20，基于所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述ded复合成形设备在基板上的原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织。
37.在本实施例中，根据待成型零件的数学模型，以及待成型零件的每层工艺轨迹，ded复合成形设备在基板上的对金属丝、或金属粉末等金属原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织。其中，增材制造自底向上的过程中由于金属熔化后的流动性，有最大倾斜角限制，超过该倾斜角则需要设计支撑结构，通过利用基板作为该支撑结构，基板属于打印的待成型零件的底座，打印完成后将其取下，分割去除底座后得到成形零件。
38.在熔积成形过程中，使用热成像装置或测温装置对熔积复合成形零件区域温度进行实时监控，控制熔积成形区域的温度要小于设定温度；当在待熔积成形区域温度大于设定值时，暂停熔积成形加工，进行层间冷却，以避免因熔积成形区域温度不断升高对成形零件的组织和形貌带来的不利影响。
39.步骤s30，基于所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对所述逐层凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件。
40.在一实施例中，为消除复合的增材制造过程中可能的缺陷，或者改善材料组织性能，在复合的增材制造过程中对新熔积后的逐层凝固组织或者全部进行辊压或者挤压处理。该过程可能在保持一段距离的情况下随辊压头同时进行移动和挤压。也可能在完成每层熔积后的逐层凝固组织后单独控制辊压头按照待成型零件的每层工艺轨迹进行后续工艺辊压加工；在完成待成型零件的每层工艺轨迹的所有工艺步骤之后，得到复合成形的待成型零件。
41.步骤s40，剥离出所述复合成形的待成型零件上的所述基板，得到成型零件。
42.在本实施例中，增材制造自底向上的过程中由于金属熔化后的流动性，有最大倾斜角限制，通过利用基板作为该支撑结构；在完成待成型零件的每层工艺轨迹的所有工艺步骤之后，得到复合成形的待成型零件之后，复合成形的待成型零件的底座还包括有基板，将基板从复合成形的待成型零件上分割剥离出来，得到最终的成形零件。
43.本实施例通过获取待成型零件的数学模型和待成型零件的每层工艺轨迹；根据数学模型和每层工艺轨迹，通过ded复合成形设备在基板上对金属丝、或金属粉末等金属原料进行逐级熔积，得到熔积后的逐层凝固组织；然后根据每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对逐层凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件；将复合成形的待成型零件中底座上的基板剥离下来，得到成型零件；从而通过定向能量沉积与随行辊压复合的增材加工方式提高最终成形零件的组织力学性能和成形精度。
44.进一步地，基于本发明复合的增材制造方法第一实施例，提出本发明复合的增材制造方法第二实施例。
45.复合的增材制造方法的第二实施例与复合的增材制造方法的第一实施例的区别在于本实施例是对步骤s10，获取待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层内的工艺轨迹的步骤之前，参照图5，复合的增材制造方法还包括：步骤a10，通过所述计算机设备获取待成型零件几何特征；步骤a20，根据待成型零件的几何特征，通过所述计算机设备设计所述待成型零件对应的增材制造毛胚模型和支撑结构；步骤a30，通过所述计算机设备对所述增材制造毛胚模型和所述支撑结构进行分层切片，得到切片后的数学模型和每层内的工艺轨迹。
46.本实施例通过与ded复合成形设备连接的计算机设备获取待成型零件几何特征；根据待成型零件几何特征，利用计算机设备设计待成型零件对应的增材制造毛胚模型和支撑结构；利用计算机设备对增材制造毛胚模型和支撑结构进行分层切片，得到切片后的数学模型和每层内的工艺轨迹；从而提高复合的增等材加工的精度。
47.以下将对各个步骤进行详细说明：步骤a10，通过所述计算机设备获取待成型零件几何特征。
48.在本实施例中，通过与ded复合成形设备连接的计算机设备获取待成型零件几何特征；具体可以是通过计算机设备对待成型零件对应的成品进行扫描，得到扫描的三维图像，然后通过三维图像获取到待成型零件几何特征，也即待成型零件几何尺寸。
49.步骤a20，根据待成型零件的几何特征，通过所述计算机设备设计所述待成型零件对应的增材制造毛胚模型和支撑结构。
50.在本实施例中，根据待成型零件的几何特征，通过计算机设备的3d建模软件设计
成待成型零件对应的增材制造毛胚模型和支撑结构；其中，增材制造的过程是自底向上的，在增材制造的过程中由于金属熔化后的流动性，有最大倾斜角的限制，当超过该倾斜角时，则需要设计支撑结构；该支撑结构填充密度更小，且在打印完成后，可以通过加工的方式可以去除。
51.步骤a30，通过所述计算机设备对所述增材制造毛胚模型和所述支撑结构进行分层切片，得到切片后的数学模型和每层内的工艺轨迹。
52.在本实施例中，增材制造的过程是自底向上的，是通过一层一层往上叠加的过程，所以需要将增材制造毛胚模型和支撑结构进行分层切片；通过计算机设备的3d建模软件将设计好的增材制造毛胚模型和支撑结构进行分层切片，得到切片后的数学模型和每层内的工艺轨迹，以供ded复合成形设备根据切片后的数学模型和每层内的工艺轨迹，进行逐层的熔积和辊压，从而得到复合成形的待成型零件。再将复合成形的待成型零件上的基板剥离，得到最终的成型零件。
53.本实施例通过与ded复合成形设备连接的计算机设备获取待成型零件几何特征；根据待成型零件几何特征，利用计算机设备设计待成型零件对应的增材制造毛胚模型和支撑结构；利用计算机设备对增材制造毛胚模型和支撑结构进行分层切片，得到切片后的数学模型和每层内的工艺轨迹；从而提高复合的增等材加工的精度。
54.进一步地，基于本发明复合的增材制造方法第一、二实施例，提出本发明复合的增材制造方法第三实施例。
55.复合的增材制造方法的第三实施例与复合的增材制造方法的第一、二实施例的区别在于本实施例是对步骤s20，基于所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述ded复合成形设备在基板上的原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织的细化，参照图6，该步骤具体包括：步骤s21，通过所述送粉器/送丝机将所述原料传输到所述基板；步骤s22，根据所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述激光熔覆头在所述基板上对所述原料进行逐层熔积，并对熔积过程中的温度进行监控；步骤s23，监测所述熔积过程中的温度是否小于预设温度；步骤s24，若所述熔积过程中的温度小于所述预设温度，则继续执行通过所述激光熔覆头在所述基板上所述原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织。
56.在本实施例中，通过送粉器/送丝机将金属原料传输到基板上；根据数学模型和每层工艺轨迹，通过激光熔覆头在基板上对金属原料进行逐层熔积，在熔积成形过程中，使用热成像装置或测温装置对熔积复合成形零件区域温度进行监控；在待熔积成形区域温度小于设定值时，继续利用激光熔覆头对基板上的金属原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织；通过对熔积复合成形零件区域温度进行监控，从而避免因熔积成形区域温度不断升高对成形零件的组织和形貌带来的不利影响。
57.以下将对各个步骤进行详细说明：步骤s21，通过所述送粉器/送丝机将所述原料传输到所述基板。
58.在本实施例中，ded复合成形设备的送粉/送丝机由伺服电机驱动将金属原料传输到基板上，以此实现送粉/送丝的精确可控；其中，可以是金属丝、或金属粉末等金属原料。
59.步骤s22，根据所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述激光熔覆头在所述基
板上对所述原料进行逐层熔积，并对熔积过程中的温度进行监控。
60.在本实施例中，ded复合成形设备包括激光器、水冷机、送粉器/送丝机、多轴运动平台、激光熔覆头、辊压头、运动控制系统和电气系统；激光熔覆头和辊压头分别安置于独立的运动组件上，通过控制系统控制可以实现单独运动或协同运动，进而实现辊压头与熔池间水平距离的调节，同时可控制辊压头是否对沉积表面进行辊压以及辊压下压高度量，以此实现对辊压功能的选取、对辊压区域的区域温度的控制、对辊压过程的控制，以及实现复杂轨迹的联动成形功能；同时，基于激光熔覆头和辊压头分别安置于独立的运动组件上的设置，激光熔覆头可以单独工作，普通熔覆修复和表面强化等功能。需要控制激光熔覆头熔池中心和辊压头中心的水平距离l，以保证在所成形金属的相变温度区间内进行辊压增强，基于工艺需求和结构设计，给定该水平距离一般为30~50mm。
61.根据待成型零件的数学模型和待成型零件的每层工艺轨迹，激光熔覆头在基板上的对金属丝、或金属粉末等金属原料进行逐层熔积，并使用热成像装置或测温装置等测温设备对熔积过程中的温度进行监控。
62.在增材制造过程中，逐层热量的累积会造成成形区域温度不断升高，导致成形层厚变化、成形表面质量差等成形缺陷。因此对于不同金属的直接能量沉积增材制造过程需要设置不同的层间冷却温度t0（一般在150~250℃之间），也即预设温度，利用空置冷却或强制风冷等方式，在热成像装置或测温装置等测温设备测得成形区域温度达到设定温度以内之后，继续进行增材制造过程。
63.步骤s23，监测所述熔积过程中的温度是否小于预设温度。
64.在本实施例中，对于不同金属的增材制造过程需要设置不同的层间冷却温度t0（一般在150~250℃之间），也即预设温度，利用空置冷却或强制风冷等方式；在热成像装置或测温装置等测温设备测得熔积成形区域温度达到设定温度以内之后，继续进行增材制造过程。在待熔积成形区域温度大于预设温度时，暂停熔积成形加工，进行层间冷却，以避免因熔积成形区域温度不断升高对成形零件的组织和形貌带来的不利影响。
65.进一步地，在一实施例中，参照图7，步骤a20之后，所述复合的增材制造方法还包括：步骤b10，若所述熔积过程中的温度大于所述预设温度，则进行层间冷却。
66.在本实施例中，在熔积成形过程中，使用热成像装置或测温装置等测温设备对熔积成形区域温度进行监控，在待熔积成形区域温度大于预设温度时，暂停熔积成形加工，进行层间冷却，以避免因熔积成形区域温度不断升高对成形零件的组织和形貌带来的不利影响。
67.步骤s24，若所述熔积过程中的温度小于所述预设温度，则继续执行通过所述激光熔覆头对所述基板上所述原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织。
68.在本实施例中，在热成像装置或测温装置等测温设备测得熔积成形区域温度达到设定温度以内之后，继续进行增材制造过程，得到熔积后的逐层凝固组织。
69.本实施例通过送粉器/送丝机将金属原料传输到基板上；根据数学模型和每层工艺轨迹，通过激光熔覆头在基板上对金属原料进行逐层熔积，在熔积成形过程中，使用热成像装置或测温装置等测温设备对熔积成形区域温度进行监控；在待熔积覆成形区域温度小于设定值时，继续利用激光熔覆头对基板上的金属原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层
凝固组织；通过对熔积成形区域温度进行监控，从而避免因熔积成形区域温度不断升高对成形零件的组织和形貌带来的不利影响。
70.进一步地，基于本发明复合的增材制造方法第一、二、三实施例，提出本发明复合的增材制造方法第四实施例。
71.复合的增材制造方法的第四实施例与复合的增材制造方法的第一、二、三实施例的区别在于本实施例是对步骤s30，基于所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对所述逐层凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件的细化，参照图8，该步骤具体包括：步骤s31，根据所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，通过所述辊压头对所述逐层凝固组织进行逐层辊压，其中，所述辊压头内部通有冷却水对其进行实时冷却，得到复合成形的待成型零件。
72.在本实施例中，根据待成型零件的每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，通过ded复合成形设备的辊压头对逐层凝固组织进行逐层辊压，其中，辊压头内部通有冷却水对其进行实时冷却，得到复合成形的待成型零件；从而达到致密化熔积成形组织，降低孔隙率、提高力学性能和熔积上表面整形的效果。
73.以下将对各个步骤进行详细说明：步骤s31，根据所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，通过所述辊压头对所述逐层凝固组织进行逐层辊压，其中，所述辊压头内部通有冷却水对其进行实时冷却，得到复合成形的待成型零件。
74.在本实施例中，根据待成型零件的每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，待熔融液态金属原料冷却到凝固不流动后，得到熔积后的逐层凝固组织；当逐层凝固组织的温度冷却至锻造挤压温度后，通过辊压头对逐层凝固组织进行挤压或整体锻造，挤压和锻造可分块连续或断续进行；其中，锻造头内部设置有循环流动的冷却水，冷却水对其进行实时冷却，从而控制锻造头的温度。锻造辊为空心结构，该空心结构的锻造辊通过轴承结构固定在连接杆的下端，该锻造辊通过该轴承结构旋转，并且两端设有连接轴，锻造辊通过两端的连接轴与冷却水管道连接，以使冷却液能够循环流动通过锻造辊，实现对锻造头温度的控制。
75.在完成一层挤压或整体锻造的辊压加工后，再对其执行下一层的待成型零件的每层工艺轨迹。当在完成待成型零件的每层工艺轨迹的所有工艺步骤之后，得到复合成形的待成型零件。
76.在本实施例中，图9和图10为ded复合成形设备的辊压头构造示意图；其中，图9为ded复合成形设备的辊压头构造的正面图，图10为ded复合成形设备的辊压头构造的侧面图；滚压头包括有延长杆201、冷却水通道206、支撑座202、压辊203、带肩无油衬套204以及下支撑座205；辊压头是由延长杆201和压头部分组成，其中压头部分前伸，通过螺纹及销轴连接在延长杆201上。压头部分包括压辊203和支撑座202，压辊203与支撑座202之间采用带肩无油衬套204作为滚动和轴向支承，压辊轴中空设置冷却水通道206，两端配置旋转接头。其中，工作辊压力根据成形金属种类不同设置在500~30000n之间，冷却水通道206直径不小于4mm。
77.图11为自由熔积焊道示意图，图12为轧制后焊道图示意图；需要控制激光熔积成形焊道上表面和辊压头下表面的垂直高度h（即下压量占单个焊道宽度的百分比，，其中，h为整个焊道的高度），以保证辊压产生足够的整形和组织强化的效果，
但同时保证较小的下压力，基于工艺需求和结构设计，给定该百分比一般为15~50％。正常情况下激光熔覆头喷出金属粉末，在激光作用下熔化会形成图11所示的拱形外观的焊道，在辊压头给定h-h的压下量之后，将焊道整形，形成图12所示的近矩形焊道，该焊道高度为h。
78.在本实施例中，根据待成型零件的每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，通过ded复合成形设备的辊压头对逐层凝固组织进行逐层辊压，其中，辊压头内部通有冷却水对其进行实时冷却，得到复合成形的待成型零件；从而达到致密化熔积成形组织，降低孔隙率、提高力学性能和熔积上表面整形的效果。
79.进一步地，基于本发明复合的增材制造方法第一、二、三、四实施例，提出本发明复合的增材制造方法第五实施例。
80.复合的增材制造方法的第五实施例与复合的增材制造方法的第一、二、三、四实施例的区别在于本实施例是对步骤s40，剥离出所述复合成形的待成型零件上的所述基板，得到成型零件的步骤之后，参照图13，所述复合的增材制造方法还包括：步骤s50，对所述成形零件进行增材性能和机械加工指标检测。
81.在本实施例中，当得到成形零件之后，通过对成形零件进行增材性能和机械加工指标检测；从而检测成形零件的成品率。
82.以下将对各个步骤进行详细说明：步骤s50，对所述成形零件进行增材性能和机械加工指标检测。
83.在本实施例中，当得到成形零件之后，还需要对该成形零件进行锻造或挤压等增材性能的检测；其中，挤压和锻造可分块连续或断续进行，待塑形加工完成后，需判断该成形零件是否达到塑形加工效果，从而以提高成形零件的性能；以及对该成形零件进行几何尺寸、屈服强度、拉伸强度、伸长率和冲击韧性等机械加工指标检测，如，检测成形零件的几何尺寸等是否合格；通过成形零件进行增材性能和机械加工指标检测，从而检测成形零件的成品率。
84.在本实施例中，当得到成形零件之后，通过对成形零件进行增材性能和机械加工指标检测；从而检测成形零件的成品率。
85.本发明还提供一种复合的增材制造装置。参照图14，本发明复合的增材制造装置包括：获取模块10，用于获取待成型零件的数学模型，以及所述待成型零件的每层工艺轨迹；熔积模块20，用于基于所述数学模型和所述每层工艺轨迹，通过所述ded复合成形设备在基板上的原料进行逐层熔积，得到熔积后的逐层凝固组织；辊压模块30，用于基于所述每层工艺轨迹，在逐层熔积的同时，对所述逐层凝固组织进行逐层辊压，得到复合成形的待成型零件；剥离模块40，用于剥离出所述复合成形的待成型零件上的所述基板，得到成型零件。
86.此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有复合的增材制造程序，复合的增材制造程序被处理器执行时实现如上所述的复合的增材制造方法的步骤。
87.其中，在所述处理器上运行的复合的增材制造程序被执行时所实现的方法可参照
本发明复合的增材制造方法各个实施例，此处不再赘述。
88.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
89.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
90.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
91.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书与附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。