[發(fā)明專(zhuān)利]艙體構(gòu)件鏤空晶胞結(jié)構(gòu)及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110404938.X
• 申請(qǐng)日: 2021-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113118462A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石海;馬磊;袁世樞;王長(zhǎng)斌;張亞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 貴州航天風(fēng)華精密設(shè)備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22F10/38
• 分類(lèi)號(hào): B22F10/38;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 貴州派騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 52114
• 代理人: 張祥軍

本發(fā)明提供了一種艙體構(gòu)件鏤空晶胞結(jié)構(gòu)，包括外殼、鏤空晶胞骨架，所述外殼為封閉的腔體結(jié)構(gòu)，外殼的相對(duì)的兩端面分別設(shè)有漏粉孔，所述鏤空晶胞骨架外形與外殼的空腔相同，鏤空晶胞骨架的外表面與外殼一體連接，鏤空晶胞骨架由數(shù)個(gè)微小密集的鏤空晶胞元組成。采用本發(fā)明，通過(guò)數(shù)個(gè)微小密集的鏤空晶胞元組成鏤空晶胞骨架，骨架與外殼的連接結(jié)點(diǎn)之間僅有微小間隔，使得骨架與外殼之間的作用力均勻，產(chǎn)品不易損壞；各向力學(xué)性能一致，通用性好；另外，微小密集的鏤空晶胞大大減小了零件重量，與實(shí)體組焊骨架的零件相比，外殼厚度、骨架重量、受力均勻性均明顯提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及艙體設(shè)計(jì)制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種艙體構(gòu)件鏤空 晶胞結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

在汽車(chē)、航天、航空工業(yè)的艙體設(shè)計(jì)制造中，隨著節(jié)能減排的要 求日益嚴(yán)苛，對(duì)艙體輕量化要求也越來(lái)越高，單獨(dú)采用鎂合金材料生 產(chǎn)零件的措施，已經(jīng)不能滿(mǎn)足輕量化要求。因此，還需要在結(jié)構(gòu)上對(duì) 產(chǎn)品進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的輕量化設(shè)計(jì)方法是對(duì)結(jié)構(gòu)件表面進(jìn)行減 薄，內(nèi)部采用骨架支撐，以達(dá)到輕量化的目的。此類(lèi)零件多采用鑄造 的方式生產(chǎn)，但在制造鎂合金零件時(shí)，不僅鑄造模型復(fù)雜，鑄造薄壁 零件的成品率低，而且，當(dāng)零件表面過(guò)薄時(shí)，骨架對(duì)零件的作用力不 均勻，易產(chǎn)生集中受力，會(huì)影響零件強(qiáng)度。因此，零件的強(qiáng)度、重量 性能無(wú)法兼顧。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種艙體構(gòu)件鏤空晶胞結(jié)構(gòu) 及其制造方法。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明提供了一種艙體構(gòu)件鏤空晶胞結(jié)構(gòu)，包括外殼、鏤空晶胞 骨架，所述外殼為封閉的腔體結(jié)構(gòu)，外殼的相對(duì)的兩端面分別設(shè)有漏 粉孔，所述鏤空晶胞骨架外形與外殼的空腔相同，鏤空晶胞骨架的外 表面與外殼一體連接，鏤空晶胞骨架由數(shù)個(gè)微小密集的鏤空晶胞元組 成。

所述鏤空晶胞元為包括四棱錐形單元體，四棱錐形單元體的棱邊 為連接桿，連接桿兩端各連接一個(gè)結(jié)點(diǎn)，四棱錐形單元體的其余部分 鏤空，相鄰四棱錐形單元體的三角形側(cè)面相互重合形成體心立方結(jié) 構(gòu)。

所述鏤空晶胞元之間通過(guò)體心立方結(jié)構(gòu)的側(cè)面相互重合，形成三 維立體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

所述體心立方結(jié)構(gòu)的邊長(zhǎng)為4～8mm。

所述連接桿的直徑占四棱錐形單元體底面邊長(zhǎng)的1/10～1/6。

所述漏粉孔的直徑為8～14mm，漏粉孔在外殼的相對(duì)的兩端面相 互錯(cuò)開(kāi)。

所述漏粉孔邊緣與外殼的內(nèi)壁接觸。

所述外殼上還設(shè)有安裝部，安裝部對(duì)應(yīng)部分的外殼厚度為鏤空晶 胞元的1.5～2倍，其余部分外殼厚度為鏤空晶胞元的0.8～1.2倍。

本發(fā)明還提供了上述艙體構(gòu)件鏤空晶胞結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如 下步驟：

a、在三維繪圖軟件中分別繪制成外殼和芯部，轉(zhuǎn)換為外殼STL 格式文件與芯部STL格式文件并導(dǎo)出；

b、將上一步驟得到的芯部STL格式文件導(dǎo)入3D打印專(zhuān)用前處理 軟件MaterialiseMagics中，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)置，選擇無(wú)外殼模式，再選擇 晶胞類(lèi)型，然后選擇好結(jié)構(gòu)尺寸，軟件自動(dòng)生成晶胞；

c、將外殼STL格式文件導(dǎo)入Materialise Magics中，將晶胞芯部與 艙體外殼合并成為一個(gè)零件；

d、將上一步驟得到的零件導(dǎo)入到商用3D打印設(shè)備中進(jìn)行打印， 得到一次整體成形的艙體構(gòu)件鏤空晶胞結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的有益效果在于：