[發(fā)明專利]一種適用于傾斜懸垂薄壁結構的輔助支撐結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610868423.4
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN106475561B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 周慶軍;嚴振宇;梁曉康;陳濟輪;王國慶;淡婷;王志城;侯誼飛;張朋旭;董鵬;何京文;田彩蘭
• 申請（專利權）人: 首都航天機械公司;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F5/00;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明提供了一種適用于傾斜懸垂薄壁結構的輔助支撐結構，該結構用于激光選區(qū)熔化增材制造過程中，將傾斜懸垂薄壁結構支撐在基板上，具體適用于傾角大于45度、與基板間存在一定距離且厚度小于3.5mm的傾斜懸垂薄壁結構；本發(fā)明在懸垂端和成形基板間采用網格支撐，在懸垂薄壁結構背面采用薄片式實體支撐，且網格支撐與實體支撐固連形成整體；可避免懸垂部位出現(xiàn)翹曲變形及層間錯位等缺陷，且網格支撐部分不會出現(xiàn)“拉裂”及“蹭斷”進而引發(fā)懸垂部位“塌陷”等問題；支撐去除難度及工作量、生產周期及成本等較整體實體支撐均大幅減少或降低。

技術領域

本發(fā)明涉及激光選區(qū)熔化增材制造技術領域，特別涉及一種適用于傾斜懸垂薄壁結構的輔助支撐結構，該結構應用于激光選區(qū)熔化增材制造時，對具有傾斜懸垂薄壁結構的零件進行輔助支撐。

背景技術

激光選區(qū)熔化增材制造技術，基于合金粉末逐層熔化成形制造復雜零件，在鈦合金、高溫合金等難加工金屬復雜型腔、型面、薄壁、變截面零件整體制造方面具有獨特優(yōu)勢。

目前，激光選區(qū)熔化增材制造零件輔助支撐主要設計為整體實體類或整體網格類結構形式。整體實體類結構形式的輔助支撐殘余應力較大，成形及支撐去除等后處理過程中易于引起層間拉裂或懸垂部位變形等問題，且成形廢重多、成形周期長，后續(xù)支撐去除工作量大。整體網格類結構形式的輔助支撐殘余應力較小，支撐易于去除、去除工作量小，但由于溫度梯度、冷卻速率等較實體零件存在較大差異，各部位收縮不一致，容易引起壁厚小于3.5mm較薄厚度網格支撐拉裂，影響型面成形精度，甚至可導致成形過程無法繼續(xù)進行等嚴重問題。

因此，針對壁厚小于3.5mm且與水平面夾角大于45°的傾斜懸垂面，采用現(xiàn)有技術無法避免成形過程中懸垂面出現(xiàn)翹曲變形和成形層層間錯位等缺陷，而且不能有效控制應力分布而保證型面成形精度。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種適用于傾斜懸垂薄壁結構的輔助支撐結構，該結構針對壁厚小于3.5mm且與水平面夾角大于45°的傾斜懸垂薄壁結構特點，采用實體支撐與網格支撐固連結合的整體式支撐結構，提供足夠的強度和剛度，既可以抑制傾斜懸垂薄壁結構出現(xiàn)翹曲變形和成形層層間錯位等缺陷，又可避免整體網格支撐和整體實體支撐造成的加工量大及型面精度無法保證等問題。

本發(fā)明的上述目的通過以下方案實現(xiàn)：

一種適用于傾斜懸垂薄壁結構的輔助支撐結構，用于在傾斜懸垂薄壁結構與基板間形成支撐，所述傾斜懸垂薄壁結構與基板間的傾角大于45度，其下端面與基板間存在一定距離且厚度小于3.5mm；該輔助支撐結構包括網格支撐部分和實體支撐部分，其中：所述網格支撐部分的上端面支撐在傾斜懸垂薄壁結構下端面上，所述網格支撐部分的下端面支撐在成形基板上，即在傾斜懸垂薄壁結構的懸垂端與基板間形成支撐；所述實體支撐部分的上端支撐在傾斜懸垂薄壁結構背面，下端支撐在成形基板上；所述網格支撐部分和實體支撐部分固連。

上述的適用于傾斜懸垂薄壁結構的輔助支撐結構，實體支撐部分包括兩個實體支撐薄片，分別在傾斜懸垂薄壁結構背面的左右兩端形成支撐；其中，所述實體支撐薄片的厚度B1為1mm～3mm；且每個所述實體支撐薄片在成形基板上的形成的支撐邊長度L1為5mm～20mm。

上述的適用于傾斜懸垂薄壁結構的輔助支撐結構，實體支撐部分包括三個實體支撐薄片，分別在傾斜懸垂薄壁結構背面的左右兩端和中部形成支撐；其中，所述實體支撐薄片的厚度B1為1mm～3mm；且每個所述實體支撐薄片在成形基板上的形成的支撐邊長度L1為5mm～20mm。

上述的適用于傾斜懸垂薄壁結構的輔助支撐結構，網格支撐部分包括N個網格輔助支撐柱，所述網格輔助支撐柱為空心網格構成的柱體，且所述柱體的橫截面為正方形或長方形；所述柱體的上端面支撐在傾斜懸垂薄壁結構下端面上，且所述柱體的下端面支撐在成形基板上；N為正整數(shù)。