[發明專利]一種用于大直徑管路的選區激光熔化成形方法

有效

• 申請號: 202011491171.0
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112676575B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 胡偉葉;張峰;柏久陽;王國強;王皓冉;丁陵
• 申請（專利權）人: 南京晨光集團有限責任公司
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F10/38;B22F10/40;B22F5/12;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張祥

本發明公開一種用于大直徑管路的選區激光熔化成形方法，通過使用所述方法，可實現大直徑管路的有效成形，設計相應的管路成形結構，在保證管路流量不變的條件下，既提高選區激光熔化成形的成功率，又避免后續零件使用過程中零件可能帶來的隱患，提高管路成形質量，降低打印失敗率。

技術領域

本發明屬于增材制造技術領域，特別涉及一種用于大直徑管路的選區激光熔化成形方法。

背景技術

增材制造又稱3D打印技術，是現代制造技術的一次重大突破。相對于傳統機加技術的加工難度大、材料利用率低、周期長成本高等缺點，增材制造具有以下顯著技術優勢：（1）材料利用率比傳統機加高；（2）制造工序比傳統機加技術要少，周期短，響應快；（3）能夠建造傳統機加不易制造的復雜結構零件；（4）開放設計自由維度，提高制造可行性。因此增材制造技術在快速制造、多樣化制造領域如航空航天以及高端裝備的制造中擁有良好的市場前景以及廣闊的應用前景。

選區激光熔化技術作為增材制造技術的重要技術之一，利用激光器發出的激光按照程序編輯順序熔化金屬粉末，逐層累計不斷疊加，最終制造出設計的成形零件。而在選區激光熔化過程中，由于激光熔化以及金屬粉末的原因，激光不能打印垂直角度較小的結構以及懸垂面等類似結構，因此在相應位置需要添加支撐，在打印完成后采用線切割和機械方法去除相關支撐。管路結構作為伺服結構及類似殼體等復雜閥體中的重要組成部分，管路直徑大小會影響到打印成型效果因而會直接影響零件成型，當管路直徑過大采用選區激光熔化方式時需添加支撐，在打印完成時由于支撐存在管路中，在機加去除不了的情況下會帶來支撐多余物的風險，在后續零件使用過程中，管路內部流量沖刷可能會帶來安全隱患。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種用于大直徑管路的選區激光熔化成形方法，該方法在保證管路流量不變的條件下，既提高選區激光熔化成形的成功率，又避免后續零件使用過程中零件可能帶來的隱患。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種用于大直徑管路的選區激光熔化成形方法，所述方法包括如下步驟：

步驟一：判斷大直徑管路的擺放角度是否不超過45°，若不超過45°，則采用在所述大直徑管路內部添加支撐結構的方式進行管路的選區激光熔化成形并進入下一步驟，其中，所述擺放角度為所述管路中心軸線與基板之間的夾角；

步驟二：在保證原有大直徑管路流量不變的前提下，根據原有大直徑管路的尺寸，設計添加有所述支撐結構的新管路代替原有大直徑管路，并計算所述新管路的尺寸，其中，所述新管路半徑R=，?v為所述支撐結構的體積，r為原有大直徑管路的半徑，L為原有大直徑管路的長度；

步驟三：在所述新管路內部添加所述支撐結構，所述支撐結構的橫截面呈細腰狀，所述細腰狀使得所述支撐結構與所述新管路的連接端尺寸大于所述支撐結構中部尺寸；

步驟四：對添加有所述支撐結構的新管路進行選區激光熔化制造。

優選地，所述大直徑管路的直徑大于4mm。

優選地，所述連接端尺寸為在所述支撐結構的橫截面上所述支撐結構與所述新管路之間的接合邊界延伸后最遠兩端之間的直線距離。

優選地，所述直線距離l=R。

優選地，所述支撐結構中部尺寸為在所述支撐結構的橫截面上所述支撐結構中部最薄部位的厚度。

優選地，所述厚度x為1.5-2mm。

優選地，步驟三中還包括：所述支撐結構與所述新管路的接合處最外緣采用圓角過渡。

優選地，所述圓角直徑為2mm。

優選地，步驟三中還包括：為減小所述支撐結構的重量，在所述支撐結構上開設通孔。