[發(fā)明專利]一種基于增材制造技術(shù)的輕量化反射鏡結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111509627.6
• 申請(qǐng)日: 2021-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN114252944A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志宇;劉琛;魏鴻達(dá);鄧偉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G02B5/08
• 分類號(hào): G02B5/08;G02B7/183
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本發(fā)明提供了一種基于增材制造技術(shù)的輕量化反射鏡結(jié)構(gòu)，屬于光學(xué)制造技術(shù)領(lǐng)域，包括鏡面，用于支撐所述鏡面的輕量化支撐結(jié)構(gòu)，用于安裝固定所述鏡面的外框架，以及背板；所述輕量化支撐結(jié)構(gòu)，位于所述鏡面、外框架和背板包圍起來(lái)的空間內(nèi)部，由若干個(gè)均勻布置于所述背板上的桁架組組成；所述輕量化支撐結(jié)構(gòu)采用增材制造技術(shù)制備。本發(fā)明的基于增材制造技術(shù)的輕量化反射鏡結(jié)構(gòu)，鏡體采用背板封閉式設(shè)計(jì)，輕量化采用內(nèi)部的桁架設(shè)計(jì)，且加工手段為增材制造，將增材制造和建筑工程常用的桁架結(jié)構(gòu)引入到輕量化反射鏡中，既保證了鏡體的強(qiáng)度要求，又進(jìn)一步提高了輕量化率，還克服了傳統(tǒng)減材加工手段無(wú)法加工的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于增材制造技術(shù)的輕量化反射鏡結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

增材制造(Additive Manufacturing，AM)俗稱3D打印，融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、材料加工與成型技術(shù)，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過(guò)軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實(shí)體物品的制造技術(shù)。近二十年來(lái)，增材制造技術(shù)取得了快速的發(fā)展，基于不同的分類原則和理解方式，增材制造技術(shù)還有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多種稱謂，其內(nèi)涵仍在不斷深化，外延也不斷擴(kuò)展。增材制造技術(shù)不需要傳統(tǒng)的刀具和夾具以及多道加工工序，在一臺(tái)設(shè)備上可快速精密地制造出任意復(fù)雜形狀的零件，從而實(shí)現(xiàn)了零件“自由設(shè)計(jì)與制造”，解決了許多復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的成形，并大大減少了加工工序，縮短了加工周期。而且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其制造速度的作用就越顯著。

隨著空間光學(xué)的發(fā)展，對(duì)地面成像的要求越來(lái)越高，要求反射鏡的口徑越來(lái)越大，但是受制于發(fā)射載具的載荷、空間等因素，對(duì)反射鏡的輕量化需求便越來(lái)越緊迫。同等剛度、強(qiáng)度、口徑等指標(biāo)下的輕量化率越高，便越有優(yōu)勢(shì)，更能受到市場(chǎng)青睞。但是由于傳統(tǒng)減材加工手段的局限，反射鏡的輕量化設(shè)計(jì)和制造受到了極大約束。

將增材技術(shù)與反射鏡輕量化結(jié)合后便可以克服這一缺陷，基于增材制造技術(shù)的反射鏡可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)、快速制造和加工工藝性好等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)金屬反射鏡相比，增材制造金屬反射鏡可以提高反射鏡的結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更高程度的輕量化，增材制造反射鏡也可以滿足光學(xué)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境適應(yīng)性和快速性的需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的提供基于增材制造技術(shù)的輕量化反射鏡結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有反射鏡的輕量化設(shè)計(jì)和制造受到了傳統(tǒng)減材加工手段局限的極大約束的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于增材制造技術(shù)的輕量化反射鏡結(jié)構(gòu)，包括鏡面，用于支撐所述鏡面的輕量化支撐結(jié)構(gòu)，用于安裝固定所述鏡面的外框架，以及背板；所述輕量化支撐結(jié)構(gòu)，位于所述鏡面、外框架和背板包圍起來(lái)的空間內(nèi)部，由若干個(gè)均勻布置于所述背板上的桁架組組成；所述輕量化支撐結(jié)構(gòu)采用增材制造技術(shù)制備。

進(jìn)一步地，桁架組為正交桁架組，每個(gè)正交桁架組均為中間節(jié)點(diǎn)連接4組桁架的正交結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述鏡面和背板完全對(duì)稱設(shè)置。

進(jìn)一步地，還包括在所述外框架上開設(shè)若干個(gè)減重排屑孔，均勻分布、布滿于所述外框架，用于采用增材制造技術(shù)制備所述輕量化支撐結(jié)構(gòu)時(shí)排粉和減重。

本發(fā)明采用上述技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明的基于增材制造技術(shù)的輕量化反射鏡結(jié)構(gòu)，鏡體采用背板封閉式設(shè)計(jì)，輕量化采用內(nèi)部的桁架設(shè)計(jì)，且加工手段為增材制造，將增材制造和建筑工程常用的桁架結(jié)構(gòu)引入到輕量化反射鏡中，既保證了鏡體的強(qiáng)度要求，又進(jìn)一步提高了輕量化率，還克服了傳統(tǒng)減材加工手段無(wú)法加工的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。