[發明專利]SLM增材制造精細零件打印支撐添加方法及去除方法

有效

• 申請號: 202010278640.4
• 申請日: 2020-04-10
• 公開（公告）號: CN111451503B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 王昌齡;胡麗剛;金愷豐;徐長超;林慧敏;宋施墨;姚守楠
• 申請（專利權）人: 哈爾濱福沃德多維智能裝備有限公司
• 主分類號: B22F10/47
• 分類號: B22F10/47;B22F12/88;B33Y40/00;B33Y40/20
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

本發明提供一種SLM增材制造精細零件打印支撐添加方法及去除方法，支撐添加方法為：在彈簧每個最低端的圓弧底部設置薄壁塊狀支撐；其中，薄壁塊狀支撐的頂部為若干個支撐齒，各個支撐齒的頂面高度連線呈圓弧狀，與被支撐的彈簧的圓弧底部形狀一致。優點為：(1)采用薄壁塊狀支撐，對彈簧每個最低端的圓弧底部均進行支撐，支撐位置全面，從而在激光選區熔融3D打印過程中減輕零件因為自身應力發生形變，從而保證零件成型性，提升零件的打印精度。(2)采用間隔的對稱去除方式，并且，每個薄壁塊狀支撐采用鉗子反復旋轉去除的方式，能夠保證在各個薄壁塊狀支撐去除的過程中，零件形變輕微，不會影響零件的成型精度。

技術領域

本發明屬于激光熔化成型技術領域，具體涉及一種SLM增材制造精細零件打印支撐添加方法及去除方法。

背景技術

3D打印(3DP)是快速成型技術的一種，是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。因為是逐層打印，所以在制造形狀復雜的零件時，與傳統制造業相比具有更為明顯的優勢。具體的，相對于傳統制造業，3D打印技術無需數控銑削，無需專用工具，直接根據數模而將復雜結構的零件打印出來，傳統工業無法制造的孔隙結構、輕量化和內流道等，利用3D打印技術也能完成制造。一般來說，采用3D打印技術所打印的零件，制造時間和成本均不超過傳統技術的1/2。采用的材料不僅限于尼龍，材料種類還能擴展到多種純金屬或合金材料，如不銹鋼、工具鋼、鐵合金等。采用3D打印技術所打印的零件，成型件相對密度接近或達到100％，總體力學性能比采用傳統方法制造的零件更為優秀。

快速成型技術正向直接制造金屬零件的方向發展，SLM技術即Selective lasermelting(選擇性激光熔化)，采用能量沉積式技術，是現有金屬增材制造技術中，成型件致密度較高，力學性能較好的技術。用快速成型技術能直接成型出接近完全致密度、力學性能良好的金屬零件。SLM技術克服了選擇性激光燒結(Selective Laser Sintering。SLS)技術制造金屬零件工藝過程復雜的困擾。

但是SLM技術也有其缺點，由于其局部高溫及快速冷卻的特點，導致在加工過程中不可避免地產生殘余應力，即消除外力或不均勻的溫度場等作用后仍留在物體內的自相平衡的內應力，殘余應力會對零件的成型性以及成型尺寸精度產生較大影響。對于應力較大的零件，易出現翹曲，裂紋等現象，從而降低了零件的成型精度。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種SLM增材制造精細零件打印支撐添加方法及去除方法，可有效解決上述問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種SLM增材制造精細零件打印支撐添加方法，當采用SLM增材制造彈簧精細零件時，其中，彈簧直徑大于等于8mm，在彈簧每個最低端的圓弧底部設置薄壁塊狀支撐；其中，所述薄壁塊狀支撐包括：薄壁塊狀豎板，所述薄壁塊狀豎板的底面為支撐平面，所述薄壁塊狀豎板的頂部為若干個支撐齒，各個所述支撐齒的頂面高度連線呈圓弧狀，與被支撐的彈簧的圓弧底部形狀一致。

優選的，所述支撐齒的齒頂端寬度在0.1mm～0.3mm之間，齒根寬度在0.2mm～0.5mm之間,齒高度范圍在1mm～1.6mm之間，填充線間距在0.5mm～0.7mm之間，間隙寬度范圍在0.2mm～0.4mm之間，切割間隔在3mm～8mm之間。

本發明還提供一種基于SLM增材制造精細零件打印支撐添加方法的支撐去除方法，在采用SLM增材制造打印成型彈簧精細零件后，采用細長并帶有刀刃的鉗子，按從兩側向中間的方式，依次剪切并間隔對稱取出各個薄壁塊狀支撐，即：假設按從一側向另一側方向，各個薄壁塊狀支撐分別編號為：第1薄壁塊狀支撐、第2薄壁塊狀支撐,…,第n薄壁塊狀支撐；則：首先取出第1薄壁塊狀支撐，然后取出第n薄壁塊狀支撐；然后取出第3薄壁塊狀支撐；然后取出第n-2薄壁塊狀支撐；然后取出第5薄壁塊狀支撐；然后取出第n-4薄壁塊狀支撐；依此類推，當本輪取出結束后，對于余下的薄壁塊狀支撐，再剪切并間隔對稱取出各個薄壁塊狀支撐，直到將所有薄壁塊狀支撐去除；