[發明專利]一種輕質隔振金屬復合飛輪支架及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111476628.5
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114060466B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 劉雪峰;李昂;汪鑫;萬祥睿;田少杰
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: F16F15/315
• 分類號: F16F15/315;B22F10/38;B22F7/08;B22F10/20;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y80/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 岳野

1.一種輕質隔振金屬復合飛輪支架，其特征在于，包括：

底板，所述底板的材料為鎂合金，其中心區域為完全鏤空結構，其邊部具有多個安裝固定孔和減重凹槽；

飛輪安裝面，所述飛輪安裝面的材料為鈦合金，位于所述底板上方，其底部與所述底板的上表面相連，所述飛輪安裝面為點陣夾芯結構，使所述飛輪安裝面具備緩沖振動和吸能的功能；

支撐梁，所述支撐梁的材料為鈦合金，所述支撐梁位于所述底板和所述飛輪安裝面之間，其兩端分別與所述底板和所述飛輪安裝面相連，所述支撐梁用于增加所述輕質隔振金屬復合飛輪支架的剛度并轉移所述飛輪安裝面的振動。

2.根據權利要求1所述的輕質隔振金屬復合飛輪支架，其特征在于，所述輕質隔振金屬復合飛輪支架的重量為0.5～1.5kg，一階振動頻率為1200～1800Hz，帶輪一階振動頻率為100～400Hz，帶輪飛輪安裝面放大倍數≤1.5@100Hz。

3.根據權利要求1所述的輕質隔振金屬復合飛輪支架，其特征在于，所述飛輪安裝面包括：

外壁板，所述外壁板的厚度為1～4mm；

內壁板，所述內壁板的厚度為0.5～2mm；

點陣層，所述點陣層的厚度為5～15mm。

4.根據權利要求1所述的輕質隔振金屬復合飛輪支架，其特征在于，所述支撐梁包括：

內部為中空減重結構的普通梁，所述普通梁的壁厚為4～10mm、寬度為20～40mm；

位于所述普通梁兩側的側翼加強肋板，所述側翼加強肋板的厚度為4～8mm、最大寬度為5～15mm；

連接所述底板邊部和所述飛輪安裝面頂部的米字型加強梁，所述米字型加強梁的傾斜梁的寬度為5～15mm、厚度為2～5mm，所述米字型加強梁的豎直梁的寬度為15～20mm、厚度為5～10mm。

5.一種用于根據權利要求1至4中任一項所述的輕質隔振金屬復合飛輪支架的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：將鎂合金板加工成所述底板；

步驟2：構建所述飛輪安裝面和所述支撐梁的三維模型，利用分層切片軟件對所述三維模型進行切片處理，利用路徑規劃軟件將切片處理后的所述三維模型分為填充和輪廓，并分別對其進行成形路徑規劃處理，獲得所述填充的成形路徑和所述輪廓的成形路徑；

步驟3：以鈦合金粉末、鈦合金線材或鈦合金塊體為原料，利用金屬3D打印設備的3D打印系統，根據所述填充的成形路徑和所述輪廓的成形路徑，依次進行所述填充和所述輪廓的單層打印成形，所述單層打印成形的掃描間距為50～500μm、掃描速度為50～1000mm/s；

步驟4：重復上述步驟3，直到成形得到所述輕質隔振金屬復合飛輪支架。

6.根據權利要求5所述的輕質隔振金屬復合飛輪支架的制備方法，其特征在于，所述3D打印系統為基于激光束的3D打印系統、基于電子束的3D打印系統、基于離子束的3D打印系統或基于液流快冷的3D打印系統中的至少一種。

7.根據權利要求5所述的輕質隔振金屬復合飛輪支架的制備方法，其特征在于，在步驟2和步驟3之間增加預掃描步驟，利用金屬3D打印設備的3D打印系統，根據所述填充的成形路徑和所述輪廓的成形路徑，依次在所述底板上進行1～5次所述填充和所述輪廓的預掃描成形，所述預掃描成形的掃描間距為50～500μm、掃描速度為5000～10000mm/s；然后重復2～5次預掃描步驟和步驟3，直至完成所述底板與所述飛輪安裝面和所述支撐梁結合區域的成形。

8.一種輕質隔振金屬復合飛輪支架的3D打印系統，其特征在于，所述系統包括：

處理器和用于存儲可執行指令的存儲器；

其中，所述處理器被配置為執行所述可執行指令，以執行根據權利要求5至7中任一項所述的輕質隔振金屬復合飛輪支架的制備方法。

9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現根據權利要求5至7中的輕質隔振金屬復合飛輪支架的制備方法。

10.一種飛輪組件，其特征在于，所述飛輪組件設有根據權利要求1至4中任一項所述的輕質隔振金屬復合飛輪支架。