[發明專利]一種具有點陣冷卻結構的導向葉片制備方法

有效

• 申請號: 201710334204.2
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107138726B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 孫兵兵;劉偉;秦仁耀;唐思熠;郭紹慶
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F5/04;B33Y10/00
• 代理公司: 11008 中國航空專利中心
• 代理人: 李建英<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種具有點陣冷卻結構的導向葉片制備方法，其特征在于：采用激光選區熔化快速成型技術制備具有點陣結構的導向葉片，點陣結構由點陣單元組成，每個點陣單元由桿件組成，點陣單元呈四面體或金字塔或kagome構型，點陣結構充滿導向葉片葉身內腔，制備過程包括以下步驟：

(1)建立具有點陣結構的導向葉片的三維CAD模型；

(2)根據點陣單元中的桿件的方向設計點陣結構導向葉片激光選區熔化成形方向，確保點陣結構中所有桿件與成形面的夾角≥45°，所有桿件均不添加成形輔助支撐；

(3)根據步驟(2)中所確定具有點陣結構的導向葉片成形方向以及導向葉片的結構特點，對導向葉片中不能滿足自支撐的部位，添加成形輔助支撐；所述添加成形輔助支撐是指對導向葉片結構中與成形面夾角＜45°的部位添加成形輔助支撐；

(4)在成形方向上對具有點陣結構的導向葉片進行分層切片處理，分割成厚度均勻的切片，切片包括導向葉片的橫截面輪廓和加工路徑，并將切片信息文件導入激光選區熔化快速成形設備中；

(5)在激光選區熔化快速成形設備的粉末桶內裝入合金粉末，并將成形基板置于激光選區熔化成形設備的成形腔內的可升降平臺上；

(6)對激光選區熔化成形設備的成形腔中充入高純氬氣；

(7)使用激光選區熔化快速成形設備中的刮粉裝置，在成形基板上均勻鋪設一層合金粉末；

(8)激光按步驟(4)所設計的加工路徑，熔化指定區域的合金粉末，激光掃描到的地方，合金粉末熔化形成熔池，激光離開，熔池迅速凝固得到一層沉積層；制備過程中始終保持激光選區熔化設備中的風扇處于開啟狀態；

(9)完成步驟(8)后，成形基板下降一個層厚的距離，刮粉裝置在步驟(8)中形成的沉積層上，再均勻鋪設一層合金粉末；

(10)重復上述步驟(8)和(9)，直到冷卻結構導向葉片制備完成，待導向葉片溫度降至室溫后取出；

(11)若添加了成形輔助支撐，去除成形輔助支撐。

2.根據權利要求1所述的具有點陣冷卻結構的導向葉片制備方法，其特征在于：步驟(4)中所述的切片厚度為：0.02～0.05mm。

3.根據權利要求1所述的具有點陣冷卻結構的導向葉片制備方法，其特征在于：步驟(5)中所選用的合金粉末呈球形或近球形，直徑≤53μm。

4.根據權利要求1所述的具有點陣冷卻結構的導向葉片制備方法，其特征在于：步驟(5)中所選用的成形基板為45號鋼。

5.根據權利要求1所述的具有點陣冷卻結構的導向葉片制備方法，其特征在于：步驟(6)中成形腔中氧含量為：≤20ppm。

6.根據權利要求1所述的具有點陣冷卻結構的導向葉片制備方法，其特征在于：步驟(7)中粉末層厚度為：0.02～0.05mm。

7.根據權利要求1所述的具有點陣冷卻結構的導向葉片制備方法，其特征在于：步驟(8)中所述激光功率為：100～500W，掃描間距為：0.12mm，光斑直徑為：0.1～0.5mm。

8.根據權利要求1所述的具有點陣冷卻結構的導向葉片制備方法，其特征在于：步驟(9)中所述成形基板下降高度為：0.02～0.05mm，步驟(9)中粉末層厚度為：0.02～0.05mm。

9.根據權利要求1所述的具有點陣冷卻結構的導向葉片制備方法，其特征在于：步驟(11)中所述的支撐去除為手工去除。