[發明專利]帶傾斜面的成形件及其成形方法

有效

• 申請號: 202011251938.2
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112059186B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 付俊;雷力明;周新民;付鑫;閆雪
• 申請（專利權）人: 中國航發上海商用航空發動機制造有限責任公司;中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B23K26/342;B23K26/70;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

本發明的一個目的在于提供一種帶傾斜面成形件的成形方法，提供了一種成形具有傾斜面結構零件的方法。本發明的另一個目的在于提供一種帶傾斜面的成形件。成形方法包括：獲得待成形零件的模型；對模型分層切片處理成為若干成形層；對每一成形層進行掃描路徑規劃。其中，對于構成傾斜面的多個成形層中具有懸空區域以及非懸空區域，邊框掃描路徑由第一路徑以及第二路徑組成，第一路徑對應非懸空區域，第二路徑對應懸空區域。根據傾角大小對第一路徑、第二路徑設定制備工藝參數，并根據已設定的制備工藝參數逐層打印。其中，第一路徑制備工藝參數中的能量密度小于第二路徑制備工藝參數中的能量密度。

技術領域

本發明涉及一種增材制造技術，尤其涉及一種帶傾斜面的成形件及其成形方法。

背景技術

增材制造（Additive Manufacturing，AM）技術作為一種新興制造技術近年來發展迅猛，激光熔化沉積（Laser Melting Deposition，LMD）技術是在快速原型制造（RapidPrototyping，RP）基礎上發展起來的一種先進的直接能量沉積增材制造技術，與傳統的鍛造-機械加工成形技術相比，具有：（1）材料利用率高，機加工量小；（2）生產過程工序少，工藝簡單，具有較高的柔性和快速反應能力；（3）成形過程無需模具、生產制造成本低，周期短的工藝特點，能極大的滿足高熔點、難加工、價格昂貴的金屬材料的低成本制造，廣泛應用于航空航天、汽車、船舶等領域。

基于增材制造離散-堆積的技術原理，零件在傾斜結構位置需通過添加支撐才能實現逐層堆積，最終實現零件成形，這就限制了增材制造技術在復雜零件上的進一步應用。如激光熔化沉積等同軸送粉/送絲的激光熔化沉積技術也不例外，通過逐層累積近凈成形零件。其在對具有傾斜面結構進行成形時，在分層切片后會產生沒有支撐的懸空結構，因此，針對具有傾斜結構的零件，在傾斜結構下方無粉末、實體結構等支撐，若依靠自身逐層堆積的特點直接成形，僅能成形較小的傾斜角度，一般與沉積方向的傾斜角度不超過30°，若想成形具有更大傾斜角的傾斜結構，則需通過添加支撐等方式成形。

如公開號為CN106475561A，名稱為“一種適用于傾斜懸垂薄壁結構的輔助支撐結構”的中國發明專利申請文件中公開了一種適用于傾斜懸垂薄壁結構的輔助支撐結構，其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翹曲變形及層間錯位等缺陷。

然而添加上述支撐不僅增加了支撐添加和設計的模型處理時間，實體支撐的設計也會增加零件增材制造成形過程的時間成本。成形后支撐還需通過機加工的方式去除，造成了材料的極大浪費，零件加工的時間和成本也隨之增加。

現有技術已有關于通過調節成形參數來獲得具有傾斜面成形件的研究，如公開號為CN110696366A，名稱為“一種增材制造技術成型傾斜面的表面形貌調控方法”的中國發明專利申請文件中記載了將成型零件進行了軸向梯度化和周向梯度化兩個過程，并在成型時將不同部分配置不同的成型工藝參數，使得加工得到的零件表面形貌基本一致，不同傾角部分表面粗糙度差異小。

然而現有技術中仍缺少對于送粉/送絲增材制造工藝成形無支撐傾斜面結構的研究。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種帶傾斜面成形件的成形方法，提供了一種無支撐結構成形具有傾斜面結構零件的方法。

本發明的另一個目的在于提供一種帶傾斜面的成形件，其通過前述方法成形。

為實現前述一個目的的帶傾斜面成形件的成形方法，用于成形帶傾斜面的成形件，所述傾斜面具有傾角，所述傾角為所述傾斜面與成形基板之間的夾角，所述夾角為銳角；

所述成形方法包括：

獲得待成形零件的模型，所述模型具有至少一個傾斜面；

對所述模型沿垂直于沉積方向分層切片處理成為若干成形層；