一种用于等轴晶构件成型的增材制造设备以及方法
阅读说明：本技术 一种用于等轴晶构件成型的增材制造设备以及方法 (Additive manufacturing equipment and method for isometric crystal component forming ) 是由 赵豪 胡俊 陈国超 毕云杰 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用于等轴晶构件成型的增材制造设备以及方法,该增材制造设备包括激光打印模块、轧制模块和实时检测模块；所述激光打印模块包括熔覆头、打印驱动机构和用于调节熔覆头的姿态的熔覆姿态调整机构,所述熔覆姿态调整机构设置在打印驱动机构上,该熔覆姿态调整机构包括熔覆竖向调整机构和熔覆旋转调整机构,所述熔覆头设置在熔覆竖向调整机构上；所述轧制模块包括轧辊,所述轧辊设置在打印驱动机构上；所述实时检测模块包括压力检测模块和温度检测模块,所述压力检测模块与控制模块电连接,所述控制模块与熔覆姿态调整机构电连接。本发明能够调节轧制的相对加工位置或姿态,可以获得性能可靠的等轴晶,有效提高增材制造产品的质量。(The invention discloses an additive manufacturing device and method for isometric crystal component forming, wherein the additive manufacturing device comprises a laser printing module, a rolling module and a real-time detection module; the laser printing module comprises a cladding head, a printing driving mechanism and a cladding posture adjusting mechanism for adjusting the posture of the cladding head, the cladding posture adjusting mechanism is arranged on the printing driving mechanism and comprises a cladding vertical adjusting mechanism and a cladding rotary adjusting mechanism, and the cladding head is arranged on the cladding vertical adjusting mechanism; the rolling module comprises a roller, and the roller is arranged on the printing driving mechanism; the real-time detection module comprises a pressure detection module and a temperature detection module, the pressure detection module is electrically connected with the control module, and the control module is electrically connected with the cladding posture adjusting mechanism. The invention can adjust the relative processing position or posture of rolling, can obtain the isometric crystal with reliable performance, and effectively improves the quality of the additive manufacturing product.)
技术领域
本发明涉及增材制造设备以及方法，具体涉及一种用于等轴晶构件成型的增材制造设备以及方法。
背景技术
金属增材制造技术，通过对三维CAD模型进行分层，将零件的三维信息转换为二维信息，利用激光、电子束、等离子等手段，按照分层后的切片信息逐层熔化和堆积金属材料，实现三维模型的快速制造。与传统减材、等材加工方式相比，金属增材制造技术缩短了产品研发周期、减少了材料成本，且可以实现复杂零件的一体成型，因此在航空、军工、能源等领域得到了广泛的应用。金属增材制造技术，按照其工作原理主要可分为铺粉式和送粉式/送丝式，铺粉式技术主要用于成型中小型复杂构件，尤其是内部结构复杂的精密构件，送粉式/送丝式技术主要用于成型大型承力构件，也可用于工业零部件的修复。在送粉式/送丝式技术中，直接激光沉积技术(DLD，Direct Laser Deposition)由于其成型效率高、成型尺寸精度和表面质量较好，且加工构件几乎不受尺寸的限制，因而在有大尺寸构件成型需求的领域，如航空航天、船舶、核电等领域，表现出巨大的优势。
在直接激光沉积工艺中，打印构件会经历极快的加热和冷却过程，不同区域的金属组织在这个过程中呈现出较大的温度梯度，因而会形成粗大的柱状晶。这些柱状晶由于自身的各向异性，在逐层堆积过程中会造成材料性能差异的累积，导致产生气孔、微裂纹、局部残余应力等问题，严重影响零件的性能，因此需要有新的加工方法和设备来改进现有激光直接沉积工艺，以制备出各向同性的细小等轴晶，改善零件组织性能，从而最大限度发挥增材制造技术的优势。在现有技术中，主要有通过微轧制工艺和超声强化工艺提升组织性能，例如申请公布号为CN110076566A的发明申请公开的一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统及方法和申请公布号为CN110643996A的发明申请公开的一种微轧制和超声波辅助的激光熔覆装置。
上述金属增材制造技术中，虽然可以在成型过程中进行轧制，改善零件组织性能，但是上述金属增材制造技术无法调节熔融沉积模块和辊压轧制模块之间的距离，不能根据工艺需求随时调整，因此无法形成性能可靠的等轴晶，难以提高增材制造产品的质量。
发明内容
本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种用于等轴晶构件成型的增材制造设备，该增材制造设备能够调节轧制的相对加工位置或姿态，可以获得性能可靠的等轴晶，有效提高增材制造产品的质量。
本发明的另一个目的在于提供一种用于等轴晶构件成型的增材制造方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种用于等轴晶构件成型的增材制造设备，包括激光打印模块、轧制模块和实时检测模块；
所述激光打印模块包括熔覆头、用于驱动熔覆头进行移动的打印驱动机构和用于调节熔覆头的姿态的熔覆姿态调整机构，所述熔覆姿态调整机构设置在打印驱动机构上，该熔覆姿态调整机构包括熔覆竖向调整机构，所述熔覆头设置在熔覆竖向调整机构上；
所述轧制模块包括轧辊，所述轧辊设置在打印驱动机构上；
所述实时检测模块包括用于检测轧辊的轧制压力的压力检测模块，所述压力检测模块与控制模块电连接，所述控制模块与熔覆姿态调整机构电连接。
上述用于等轴晶构件成型的增材制造设备的工作原理为：
工作时，先将待打印构件的CAD模型导入CAM软件，进行离线加工轨迹设计，该加工轨迹包括轧制调整段和正式构建段；设定工艺参数(包括激光功率，分层层厚，轧制力，轧制温度等)，生成加工程序，进行离线加工轨迹仿真，确认无误后将程序代码导入到机床控制系统。
将打印基板安装在工作台上，对轧辊中心进行对刀，确定工件原点。根据工艺参数需求和打印材料种类，通过调节熔覆姿态调整机构，使得熔覆头移动至所需位置，并进行熔覆头姿态标定。接着，通过送粉模块输送金属粉末，粉末在惰性气体的保护下被输送到熔覆头，然后在激光的作用下熔融，生成增材加工轨迹，同时轧辊跟随熔覆头进行辊压轧制。
在轧制调整段的加工过程中，压力检测模块实时检测轧制力，当实时的轧制力大于预设的轧制力时，控制模块发出对应的调整指令，打印驱动机构先驱动轧辊(熔覆头同步)上升一定距离，使得实时的轧制力等于预设的轧制力，熔覆竖向调整机构再往下驱动熔覆头移动相同的距离，保证熔覆头激光焦点距离打印平面高度不变，其结果相当于增大了熔覆头激光焦点和轧辊中心之间的垂直距离，减小轧制力。当实时的轧制力小于预设的轧制力时，控制模块发出对应的调整指令，为避免熔覆头撞到打印平面，熔覆竖向调整机构先驱动熔覆头往上移动一定距离，打印驱动机构再驱动轧辊(熔覆头同步)下降相同的距离，使得实时的轧制力等于预设的轧制力，相当于减小了熔覆头激光焦点和轧辊中心之间的垂直距离，增大了轧制力。
完成轧制调整段的加工后，按照上述调整后的加工进行正式构建段的增材加工；正式构建段打印完成后，工作人员进行取件和后续处理。
本发明的一个优选方案，其中，所述实时检测模块还包括用于检测轧辊下方熔池的温度检测模块，该温度检测模块与控制模块电连接。通过设置温度检测模块，实时检测熔池的温度，若发现异常，可以通过熔覆姿态调整机构实时调整轧辊的相对姿态，有利于保障正常的加工。
进一步，所述温度检测模块为红外测温器，该红外测温器通过安装板设置在打印驱动机构上。
本发明的一个优选方案，其中，所述熔覆姿态调整机构还包括熔覆旋转调整机构，所述熔覆旋转调整机构设置在熔覆竖向调整机构上，所述熔覆头设置在熔覆旋转调整机构上。通过上述结构，温度检测模块对准轧辊中心正下方的组织，进行测温，同时将温度信号上传至控制模块中。当实时的轧制温度大于预设的轧制温度时，控制模块发出对应的调整指令，熔覆竖向调整机构先驱动熔覆头往上移动一定距离，熔覆旋转调整机构再往远离轧辊的方向驱动熔覆头旋转一定角度，从而增大熔覆头激光焦点和轧辊中心之间的水平距离，降低轧制温度。当实时的轧制温度小于预设的轧制温度时，控制模块发出对应的调整指令，熔覆旋转调整机构先往靠近轧辊的方向驱动熔覆头旋转一定角度，熔覆竖向调整机构再驱动熔覆头往下移动一定距离，从而减小熔覆头激光焦点和轧辊中心之间的水平距离，增大轧制温度。
进一步，所述熔覆旋转调整机构包括熔覆旋转驱动电机，所述熔覆头通过固定结构连接在熔覆旋转驱动电机的驱动端上。
本发明的一个优选方案，其中，所述熔覆竖向调整机构包括调整竖向驱动电机和调整竖向传动组件，该调整竖向传动组件包括调整竖向丝杆和调整竖向丝杆螺母。
本发明的一个优选方案，其中，所述轧辊设置在连接杆上，该连接杆的底端与轧辊连接，顶端通过压力检测模块连接在打印驱动机构上。通过上述结构，在加工过程中，轧制力通过轧辊和连接杆传递至压力检测模块上，继而压力检测模块进行检测。
本发明的一个优选方案，其中，所述打印驱动机构包括打印横向驱动机构、打印竖向驱动机构和打印旋转驱动机构，所述打印旋转驱动机构设置在打印竖向驱动机构上，所述打印竖向驱动机构设置在打印横向驱动机构上。
进一步，所述打印横向驱动机构包括打印横向驱动电机和打印横向传动组件，所述打印横向驱动电机固定设置在打印机架上；所述打印横向传动组件包括打印横向丝杆和打印横向丝杆螺母，所述打印竖向驱动机构通过打印横向移动架与打印横向丝杆螺母连接。通过上述结构，在打印横向驱动电机的驱动下，熔覆头和轧辊可以进行横向移动，同步进行打印和轧制工作。
进一步，所述打印竖向驱动机构包括打印竖向驱动电机和打印竖向传动组件，所述打印竖向驱动电机固定设置在打印横向移动架上；所述打印竖向传动组件包括打印竖向丝杆和打印竖向丝杆螺母，所述打印旋转驱动机构通过竖向移动架与打印竖向丝杆螺母连接。通过上述结构，在打印竖向驱动电机的驱动下，熔覆头和轧辊可以进行竖向移动，靠近或远离工作台。
进一步，所述打印旋转驱动机构包括打印旋转驱动电机，该打印旋转驱动电机的输出轴与安装板固定连接；所述打印旋转驱动电机的旋转平面与水平面平行；
所述熔覆竖向调整机构和轧辊固定设置在安装板上。通过上述结构，在打印旋转驱动电机的驱动下，熔覆头和轧辊可以进行水平旋转，同步进行打印和轧制工作。
本发明的一个优选方案，其中，还包括用于驱动工作台进行移动的承载驱动机构，该承载驱动机构包括承载横向驱动机构和承载旋转驱动机构，所述承载旋转驱动机构设置在承载横向驱动机构上。
进一步，所述承载横向驱动机构的驱动方向与打印竖向驱动机构和打印横向驱动机构的驱动方向垂直，该承载横向驱动机构包括承载横向驱动电机和承载横向传动组件，所述承载横向驱动电机固定设置在底座上；所述承载横向传动组件包括承载横向丝杆和承载横向丝杆螺母，所述承载旋转驱动机构通过承载横向移动架与承载横向丝杆螺母连接。通过上述结构，在承载横向驱动电机的驱动下，工作台可以进行横向移动，配合熔覆头和轧辊的工作。
进一步，所述承载旋转驱动机构包括第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构，所述第一旋转驱动机构的旋转平面与水平面平行，所述第二旋转驱动机构的旋转平面与第一旋转驱动机构的旋转平面和打印横向驱动机构的驱动方向垂直。
进一步，所述第一旋转驱动机构包括第一旋转驱动电机，该第一旋转驱动电机的输出轴与工作台连接。
进一步，所述第二旋转驱动机构包括第二旋转驱动电机，该第二旋转驱动电机的输出轴与旋转臂连接；所述第一旋转驱动机构设置在旋转臂上。
通过上述结构，在第一旋转驱动电机和第二旋转驱动电机的驱动下，工作台可以在水平面和竖直面上进行旋转，配合熔覆头和轧辊的工作。
一种用于等轴晶构件成型的增材制造方法，包括以下步骤：
(1)将待打印构件的模型导入加工软件，设计出加工轨迹，该加工轨迹包括轧制调整段和正式构建段；并设置工艺参数，该工艺参数包括轧制压力；
(2)启动激光打印模块和送粉模块；送粉模块将粉末输送到熔覆头，粉末在激光的作用下熔融；
(3)按照设定的加工轨迹，打印驱动机构驱动熔覆头和轧辊在工作台上进行移动；其中，熔覆头将熔融状态的材料布置在工作台上，轧辊跟随熔覆头进行辊压轧制；
(4)在轧制调整段的加工过程中，通过压力检测模块实时检测轧制力；
当实时的轧制力大于预设的轧制力时，控制模块发出对应的调整指令，打印驱动机构驱动轧辊和熔覆头同步上升一定距离，减小作用在成型区域材料上的轧制力，使实时的轧制力等于预设的轧制力；熔覆竖向调整机构往下驱动熔覆头移动相同的距离，保证熔覆头激光焦点距离打印平面高度不变；
当实时的轧制力小于预设的轧制力时，控制模块发出对应的调整指令，熔覆竖向调整机构驱动熔覆头往上移动一定距离，打印驱动机构驱动轧辊和熔覆头同步下降相同的距离，增大作用在成型区域材料的轧制力，使实时的轧制力等于预设的轧制力；
(5)完成轧制调整段的加工后，按照上述调整后的加工进行正式构建段的增材加工；
(6)正式构建段打印完成后，工作人员进行取件和后续处理。
本发明的一个优选方案，在步骤(2)中，在启动激光打印模块和送粉模块之前，开启气氛循环模块，进行循环洗气，直至工作环境中的氧气含量降低到设定范围之下。
本发明的一个优选方案，在步骤(4)中，在轧制调整段的加工过程中，通过温度检测模块实时检测轧制温度；
当实时的轧制温度大于预设的轧制温度时，控制模块发出对应的调整指令；熔覆竖向调整机构驱动熔覆头往上移动一定距离，熔覆旋转调整机构往远离轧辊的方向驱动熔覆头旋转一定角度，增大熔覆头激光焦点和轧辊中心之间的水平距离，降低轧制温度；
当实时的轧制温度小于预设的轧制温度时，控制模块发出对应的调整指令；熔覆旋转调整机构往靠近轧辊的方向驱动熔覆头旋转一定角度，熔覆竖向调整机构、驱动熔覆头往下移动一定距离，减小熔覆头激光焦点和轧辊中心之间的水平距离，增大轧制温度。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明中的增材制造设备能够实时调节轧制的相对加工位置或姿态，可以获得性能可靠的等轴晶，有效提高增材制造产品的质量。
2、通过设置可以实时检测轧制力的压力检测模块，当实时的轧制力大于(小于)预设的轧制力时，可以通过升高(降低)轧辊的距离，减小(增大)轧制力，保证轧制以合适轧制参数进行加工，从而获得出细小的等轴晶组织。
3、本发明的熔覆头和轧辊设置在同一个打印驱动机构上，通过熔覆竖向调整机构对熔覆头的位置或姿态进行调整，从而改变熔覆头激光焦点和轧辊中心之间的距离，从而根据需要对熔覆头激光焦点和轧辊中心之间的距离进行调整。
附图说明
图1为本发明中的用于等轴晶构件成型的增材制造设备的正视图。
图2为本发明中的用于等轴晶构件成型的增材制造设备的立体结构示意图。
图3为本发明中的熔覆头、轧制模块和实时检测模块的立体结构示意图。
图4-6为本发明中的熔覆头、轧制模块和实时检测模块的正视图。
图7为本发明中的用于等轴晶构件成型的增材制造方法的工作流程图。
图8为本发明中的熔覆姿态调整机构进行竖向高度调整的坐标示意图。
图9为本发明中的熔覆姿态调整机构进行水平距离调整的坐标示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1
本实施例中的用于等轴晶构件成型的增材制造设备，包括冷却模块、气氛循环模块、送粉模块、工作承载模块、激光打印模块、轧制模块和实时检测模块。
其中，所述冷却模块包括提供循环冷却的水冷机(图中未显示)，具体结构可参考现有的打印设备。
所述气氛循环模块用于对工作环境进行气体循环净化，并降低氧含量在设定范围内；具体结构可参考现有的打印设备。
所述送粉模块包括为熔覆头1输送金属粉末的送粉器，与激光配合进行熔覆制造；具体结构可参考现有的打印设备。
参见图1-2，所述激光打印模块包括激光发射器、熔覆头1、用于驱动熔覆头1进行移动的打印驱动机构和用于调节熔覆头1的姿态的熔覆姿态调整机构，所述激光发射器通过光纤将激光传输到熔覆头1；所述熔覆姿态调整机构设置在打印驱动机构上，该熔覆姿态调整机构包括熔覆竖向调整机构和熔覆旋转调整机构，所述熔覆头1设置在熔覆竖向调整机构上。具体地，本实施例中的激光打印模块的其他结构可参考现有技术的的打印设备。
参见图3-6，所述熔覆旋转调整机构设置在熔覆竖向调整机构上，所述熔覆头1设置在熔覆旋转调整机构上。进一步，所述熔覆旋转调整机构包括熔覆旋转驱动电机2(DD马达)，所述熔覆头1通过固定结构连接在熔覆旋转驱动电机2的驱动端上。
参见图3-6，所述熔覆竖向调整机构(直线模组)包括调整竖向驱动电机3和调整竖向传动组件，该调整竖向传动组件包括调整竖向丝杆和调整竖向丝杆螺母。当然，所述熔覆竖向调整机构也可以采用驱动气缸。
参见图1-2，所述打印驱动机构包括打印横向驱动机构、打印竖向驱动机构和打印旋转驱动机构，所述打印旋转驱动机构设置在打印竖向驱动机构上，所述打印竖向驱动机构设置在打印横向驱动机构上。
进一步，所述打印横向驱动机构包括打印横向驱动电机4和打印横向传动组件，所述打印横向驱动电机4固定设置在打印机架5上；所述打印横向传动组件包括打印横向丝杆和打印横向丝杆螺母，所述打印竖向驱动机构通过打印横向移动架6与打印横向丝杆螺母连接。当然，所述打印横向传动组件也可以采用齿轮齿条结构。通过上述结构，在打印横向驱动电机4的驱动下，熔覆头1和轧辊7可以进行横向移动，同步进行打印和轧制工作。
进一步，所述打印竖向驱动机构包括打印竖向驱动电机8和打印竖向传动组件，所述打印竖向驱动电机8固定设置在打印横向移动架6上；所述打印竖向传动组件包括打印竖向丝杆和打印竖向丝杆螺母，所述打印旋转驱动机构通过竖向移动架9与打印竖向丝杆螺母连接。当然，所述打印竖向传动组件也可以采用齿轮齿条结构。通过上述结构，在打印竖向驱动电机8的驱动下，熔覆头1和轧辊7可以进行竖向移动，靠近或远离工作台21。
进一步，所述打印旋转驱动机构包括打印旋转驱动电机10，该打印旋转驱动电机10的输出轴与安装板11固定连接；所述打印旋转驱动电机10的旋转平面与水平面平行；所述熔覆竖向调整机构和轧辊7固定设置在安装板11上。通过上述结构，在打印旋转驱动电机10的驱动下，熔覆头1和轧辊7可以进行水平旋转，同步进行打印和轧制工作。其中，在本实施例中，打印旋转驱动机构不工作。
参见图1-2，所述工作承载模块包括工作台21和用于驱动工作台21进行移动的承载驱动机构，该承载驱动机构包括承载横向驱动机构和承载旋转驱动机构，所述承载旋转驱动机构设置在承载横向驱动机构上。
进一步，所述承载横向驱动机构的驱动方向与打印竖向驱动机构和打印横向驱动机构的驱动方向垂直，该承载横向驱动机构包括承载横向驱动电机和承载横向传动组件，所述承载横向驱动电机固定设置在底座13上；所述承载横向传动组件包括承载横向丝杆和承载横向丝杆螺母，所述承载旋转驱动机构通过承载横向移动架14与承载横向丝杆螺母连接。通过上述结构，在承载横向驱动电机的驱动下，工作台21可以进行横向移动，配合熔覆头1和轧辊7的工作。
进一步，所述承载旋转驱动机构包括第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构，所述第一旋转驱动机构的旋转平面与水平面平行，所述第二旋转驱动机构的旋转平面与第一旋转驱动机构的旋转平面和打印横向驱动机构的驱动方向垂直。所述第一旋转驱动机构包括第一旋转驱动电机15，该第一旋转驱动电机15的输出轴与工作台21连接。所述第二旋转驱动机构包括第二旋转驱动电机16，该第二旋转驱动电机16的输出轴与旋转臂17连接；所述第一旋转驱动机构设置在旋转臂17上。通过上述结构，在第一旋转驱动电机15和第二旋转驱动电机16的驱动下，工作台21可以在水平面和竖直面上进行旋转，配合熔覆头1和轧辊7的工作。
参见图1-6，所述轧制模块包括轧辊7，该轧辊7设置在连接杆19上，该连接杆19的底端与轧辊7连接，顶端通过压力检测模块18连接在打印驱动机构上。通过上述结构，在加工过程中，轧制力通过轧辊7和连接杆19传递至压力检测模块18上，继而压力检测模块18进行检测。
参见图1-6，所述实时检测模块包括用于检测轧辊7的轧制压力的压力检测模块18和用于检测轧辊7下方熔池的温度检测模块20，所述压力检测模块18和温度检测模块20均与控制模块电连接，所述控制模块与熔覆姿态调整机构电连接。具体地，所述控制模块的结构可参考现有的打印设备的控制系统。
进一步，所述温度检测模块20为红外测温器，该红外测温器通过安装板11设置在打印驱动机构上。通过设置温度检测模块20，实时检测熔池的温度，若发现异常，可以通过熔覆姿态调整机构实时调整轧辊7的相对姿态，有利于保障正常的加工。
参见图1-6，本实施例中的用于等轴晶构件成型的增材制造设备的工作原理为：
工作时，先将待打印构件的CAD模型导入CAM软件，进行离线加工轨迹设计，该加工轨迹包括轧制调整段和正式构建段；设定工艺参数(包括激光功率，分层层厚，轧制力，轧制温度等)，生成加工程序，进行离线加工轨迹仿真，确认无误后将程序代码导入到机床控制系统。
将打印基板安装在工作台21上，对轧辊7中心进行对刀，确定工件原点。根据工艺参数需求和打印材料种类，通过调节熔覆姿态调整机构，使得熔覆头1移动至所需位置，并进行熔覆头1姿态标定。接着，通过送粉模块输送金属粉末，粉末在惰性气体的保护下被输送到熔覆头1，然后在激光的作用下熔融，生成增材加工轨迹，同时轧辊7跟随熔覆头1进行辊压轧制。
在轧制调整段的加工过程中，压力检测模块18实时检测轧制力，当实时的轧制力大于预设的轧制力时，控制模块发出对应的调整指令，打印驱动机构先驱动轧辊7(熔覆头1同步)上升一定距离，使得实时的轧制力等于预设的轧制力，熔覆竖向调整机构再往下驱动熔覆头1移动相同的距离，保证熔覆头1激光焦点距离打印平面高度不变，其结果相当于增大了熔覆头1激光焦点和轧辊7中心之间的垂直距离，减小轧制力。当实时的轧制力小于预设的轧制力时，控制模块发出对应的调整指令，为避免熔覆头1撞到打印平面，熔覆竖向调整机构先驱动熔覆头1往上移动一定距离，打印驱动机构再驱动轧辊7(熔覆头1同步)下降相同的距离，使得实时的轧制力等于预设的轧制力，相当于减小了熔覆头1激光焦点和轧辊7中心之间的垂直距离，增大了轧制力。
完成轧制调整段的加工后，按照上述调整后的加工进行正式构建段的增材加工；正式构建段打印完成后，工作人员进行取件和后续处理。
参见图1-9，本实施例中的用于等轴晶构件成型的增材制造方法，包括以下步骤：
S1：将待打印构件的CAD模型导入CAM软件，进行离线加工轨迹设计，设置工艺参数(包括激光功率，分层层厚，轧制力大小F0，轧制温度T0等)，同时为了预留初始余量，前m层为预留调整层，第m层至第N层为实际所需加工构件，生成加工程序，进行离线加工轨迹仿真，确认无误后将程序代码导入到机床控制系统。
S2：将打印基板安装在工作台21上，对轧辊7中心进行对刀，确定工件原点。
S3：根据工艺参数需求和打印材料种类，在控制系统中控制熔覆头1位姿调整机构，通过调节熔覆竖向调整机构(直线模组)和熔覆旋转调整机构(DD马达)，预设熔覆头1姿态到所需位置，并进行熔覆头1姿态标定。
S4：检查设备各部分联接状态完好，电路气路部分联接状态完好，确认无误后，关闭激光房仓门，开启气氛循环系统，进行循环洗气，直至降低激光房内氧含量到指定范围以下(根据不同材料确定氧含量)。
S5：在控制系统中开启水冷机，送粉器，再打开激光器，点击开始执行数控加工程序。
S6：送粉器为熔覆头1输送金属粉末，粉末在惰性气体的保护下被输送到熔覆头1，然后在激光的作用下熔融，生成增材加工轨迹，同时轧辊7跟随熔覆头1进行辊压轧制。
S7：在加工过程中，压力检测模块18实时监测轧制力，若轧制力F>F0(S1中的预设值)时，控制系统发出指令，打印驱动机构先驱动轧辊7(熔覆头1同步)上升一定距离，直到满足轧制压力F＝F0，此时移动距离为h1，然后驱动直线模组带动DD马达向下运动h1，保证熔覆头1激光焦点距离打印平面高度不变，其结果相当于增大了熔覆头1激光焦点和轧辊7中心之间的垂直距离，减小轧制力，如图5和8；若轧制力F<F0(S1中的预设值)时，控制系统发出指令，为避免熔覆头1撞到打印平面，首先驱动直线模组带动DD马达向上运动h1，然后打印驱动机构再驱动轧辊7(熔覆头1同步)下降相同的距离，，直至满足轧制压力F＝F0，最终结果相当于减小了熔覆头1激光焦点和轧辊7中心之间的垂直距离，增大了轧制力。
S8：在加工过程中，红外测温模块对准轧辊7中心正下方的组织，进行红外测温，同时将温度信号返回控制系统，若轧制温度T>T0(S1中的预设值)，控制系统发出指令，控制直线模组带动DD马达向上运动LAA’至A’，然后DD马达顺时针旋转θ角度至A’B”，从而增大熔覆头1激光焦点和轧辊7中心之间的水平距离(增大了LBB”)，降低轧制温度，如图6和9；若轧制温度T<T0(S1中的预设值)，控制系统发出指令，首先DD马达逆时针旋转θ角度，然后直线模组向下运动LAA’至A，从而减小熔覆头1激光焦点和轧辊7中心之间的水平距离(减小了LBB”)，增大轧制温度。
S9：通过S7和S8步骤中在初始m层依次调整完轧制压力和轧制温度后，开始打印第m层到第N层构件，打印完成后，控制系统依次关闭各个模块，待激光房内氧含量回升到空气氧含量，构件温度降低到室温后，操作人员进行取件和后处理，本次打印工作完成。
实施例2
与实施例1不同的是，本实施例的工作台为矩形工作台，固定在底座上，构件在打印基板上进行逐层堆积成型。
在本实施例中，缺少承载旋转驱动机构，打印旋转驱动机构进行旋转工作；轧辊7旋转功能开启，打印旋转驱动电机10工作，轧辊7跟着加工轨迹动态旋转，保证轧辊7的轴线方向垂直于加工轨迹，因此熔覆头1根据安装板11和轧辊7的固定安装关系也会进行相应运动，进行四轴联动加工。
本实施例主要用于成型不含倒扣角度的大型构件，特别适用于加工一些大尺寸承力构件。根据实际打印工件结构的特性，用户可以切换两轴旋转工作台和矩形工作台，使得本设备具有更广泛的应用价值。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。