粉末床熔融成形工艺的中间成型件及其去支撑专用工装制造技术

提供粉末床熔融成形工艺的中间成型件，借此可提供对零件影响程度最小的支撑去除方案，有效避免去支撑过程可能造成的零件变形，还提供适用于所述中间成型件的去支撑专用工装。所述中间成型件包括固定支撑和易变形零件，所述固定支撑连接在粉末床熔融成形工艺的成形基板和所述易变形零件的底面，所述中间成型件还包括防变形支撑，所述防变形支撑在所述易变形零件的顶面与所述易变形零件一体成型，所述固定支撑与所述易变形零件的底面之间为齿形接触连接。

【技术实现步骤摘要】
粉末床熔融成形工艺的中间成型件及其去支撑专用工装
本技术涉及粉末床熔融成形工艺中的中间成型件及其工装。
技术介绍
增材制造(AdditiveManufacturing)技术被预测为可能引发“第三次工业革命”的关键技术之一，相比于传统加工工艺，具有材料利用率高、设计自由度高、成形精度高、表面质量好等多重优势。根据原材料的送进形式不同，增材制造可分为基于粉末床(粉末床熔融技术)和材料同步送进两种形式，其中粉末床式增材制造的主要技术原理为：将待加工的零件三维数字模型进行逐层分割，输入到成形设备中；将基板固定在成形基板上，并进行调平，利用铺粉机构(通常为刮板或粉辊)进行单层铺粉，利用一束或多束激光/电子束，对铺放好的单层粉末进行选区熔化，实现由点到线，由线到面的成形过程；待一层成形完后成形基板下降一定高度，进行下一层铺粉及选区熔化成形，最终实现了由面到体的成形过程，由此获得最终零件，特别适合于航空航天等高附加值行业。粉末床熔融增材制造过程中，必不可少地需要设计悬空表面的支撑结构，以起到固定和导热的作用，防止零件出现变形、震动、位移以及热应力积累。为了保证良好的固定和导热作用，支撑与零件实体之间需要冶金结合，并且一般都具有较强的结合强度。零件在毛坯成形完成后，需要进行支撑去除，对于结构复杂的零件，支撑可去除、易于去除是粉末床熔融增材制造技术工艺的关键难点之一。对于结构复杂零件，在粉末床熔融成形过程中，热应力较大，为了防止热应力造成零件变形，通常需要在零件和成形基板之间增加强度较高的支撑，以提升零件的变形抗力。当添加的支撑具有较高强度时，需要在去支撑过程中施加更大的外力作用才能将其取出，这将对零件在去支撑过程中的尺寸精度带来的负面效果。为了避免这一问题，可以在设计零件成形工艺方案中，选择更优的成形方向，使得产生的热应力尽量小，尽量少添加支撑结构。然而对于复杂结构的零件，往往需要兼顾零件各个部分的成形工艺性，不能保障对所有的局部结构都选用最优的成形方向，因此无法彻底解决由于支撑强度高带来的零件变形风险。
技术实现思路
本技术的目的在于提供粉末床熔融成形工艺的中间成型件，借此可提供对零件影响程度最小的支撑去除方案，有效避免去支撑过程可能造成的零件变形。本技术的另一目的在于提供一种适用于所述中间成型件的去支撑专用工装。为实现所述目的的粉末床熔融成形工艺的中间成型件，包括固定支撑和易变形零件，所述固定支撑连接在粉末床熔融成形工艺的成形基板和所述易变形零件的底面，所述中间成型件还包括防变形支撑，所述防变形支撑在所述易变形零件的顶面与所述易变形零件一体成型，所述固定支撑与所述易变形零件的底面之间为齿形接触连接。在所述的中间成型件的一个或多个实施方式中，所述固定支撑为网格支撑结构。在所述的中间成型件的一个或多个实施方式中，所述防变形支撑为肋板结构。在所述的中间成型件的一个或多个实施方式中，所述防变形支撑与所述易变形零件的上部为全接触连接或齿形接触连接。在所述的中间成型件的一个或多个实施方式中，所述防变形支撑为实体结构或网格支撑结构。在所述的中间成型件的一个或多个实施方式中，所述防变形支撑在所述成形基板上的投影长度不低于所述易变形零件在所述成形基板上的投影长度的80％。在所述的中间成型件的一个或多个实施方式中，所述易变形零件在所述基板上的投影的长宽比不低于8。为实现所述目的的去支撑专用工装，用于任一所述中间成型件，包括第一座体；所述第一座体的顶面具有与所述易变形零件的顶面共形的第一定位面，还具有将所述第一定位面分成两部分的支撑配合槽；所述第一座体在所述第一定位面的两端还具有第一凸挡；所述中间成型件以所述防变形支撑朝下的方式安装在该去支撑专用工装上，其中，所述防变形支撑进入到所述支撑配合槽，所述易变形零件的顶面与所述第一定位面贴合，并且所述易变形零件的两端分别由所述第一凸挡装夹。在所述的去支撑专用工装的一个或多个实施方式中，所述第一凸挡与所述第一定位面的端部相对，共同限定端部槽，所述易变形零件的两端分别插入在所述端部槽中；所述第一凸挡上还设置有螺纹孔，所述易变形零件的两端分别由与所述螺纹孔连接的紧固件压紧定位。为实现所述目的的去支撑专用工装，用任一所述中间成型件，该中间成型件已被去除所述固定支撑，其包括第二座体，所述第二座体的顶面具有与所述易变形零件的底面共形的第二定位面；所述第二座体在所述第二定位面的两端还具有第二凸挡，所述第二凸挡上还设置有螺纹孔；所述中间成型件以所述易变形零件的底面朝下的方式安装在该去支撑专用工装上，其中，所述易变形零件的底面与所述第二定位面贴合，并且所述易变形零件的两端分别与所述第二凸挡相对，并由所述第二凸挡装夹。本技术的有益效果体现在：通过固定支撑、防变形支撑的共同作用，提高零件抵抗变形的能力，与仅依靠固定支撑相比，具有更强的支撑结构稳定性；采用固定支撑、防变形支撑组合形式后，和仅采用固定支撑相比，固定支撑、防变形支撑的接触面强度降低，配合专用工装，可有效降低零件变形风险。附图说明本技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：图1是易变形零件与成形基板示意图。图2是中间成型件的示意图。图3是去支撑专用工装中的去除固定支撑工装示意图。图4是去除固定支撑工装与中间成型件的配合关系的示意图，其中的中间成型件已被去除固定支撑。图5是去除固定支撑工装与中间成型件的配合关系的剖面的示意图图6是去支撑专用工装中的去除防变形支撑用工装示意图。图7是去除防变形支撑用工装与中间成型件的配合关系示意图。具体实施方式下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本专利技术的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。如图1所示，其中201为易变形零件，202为成形基板，相互位置关系如图所示。易变形零件201在成形基板202上投影的长宽比不低于8。所述方案也适用于包含类似局部特征的粉末床熔融零件，即以下所述零件，也可以指某零件的局部结构。这一结构特征在粉末床熔融毛坯成形过程中具有沿着Z轴正方向的变形趋势，在去支撑打磨过程中由于较大的长宽比，易于在外力的作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.粉末床熔融成形工艺的中间成型件，包括固定支撑和易变形零件，所述固定支撑连接在粉末床熔融成形工艺的成形基板和所述易变形零件的底面，其特征在于，所述中间成型件还包括防变形支撑，所述防变形支撑在所述易变形零件的顶面与所述易变形零件一体成型，所述固定支撑与所述易变形零件的底面之间为齿形接触连接。/n

【技术特征摘要】
1.粉末床熔融成形工艺的中间成型件，包括固定支撑和易变形零件，所述固定支撑连接在粉末床熔融成形工艺的成形基板和所述易变形零件的底面，其特征在于，所述中间成型件还包括防变形支撑，所述防变形支撑在所述易变形零件的顶面与所述易变形零件一体成型，所述固定支撑与所述易变形零件的底面之间为齿形接触连接。


2.如权利要求1所述的中间成型件，其特征在于，所述固定支撑为网格支撑结构。


3.如权利要求1所述的中间成型件，其特征在于，所述防变形支撑为肋板结构。


4.如权利要求1所述的中间成型件，其特征在于，所述防变形支撑与所述易变形零件的上部为全接触连接或齿形接触连接。


5.如权利要求1所述的中间成型件，其特征在于，所述防变形支撑为实体结构或网格支撑结构。


6.如权利要求1所述的中间成型件，其特征在于，所述防变形支撑在所述成形基板上的投影长度不低于所述易变形零件在所述成形基板上的投影长度的80％。


7.如权利要求1所述的中间成型件，其特征在于，所述易变形零件在所述基板上的投影的长宽比不低于8。


8.一种去支撑专用工装，用于如权利要求1至7中任一所述中间成型件，其特征在于，包括第一座体；
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷力明，侯慧鹏，常斐，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：新型
国别省市：上海;31