一种增材制造用支撑结构制造技术

本实用新型专利技术涉及增材制造技术领域，公开了一种增材制造用支撑结构。增材制造用支撑结构呈树形，支撑结构为内部设置有空腔的壳体结构，壳体结构包括多个管状的支撑件，多个支撑件使壳体结构形成具有多个孔洞的连续的网状壳体，且孔洞与空腔连通。本实用新型专利技术的增材制造用支撑结构，在树形支撑结构的基础上进行了进一步优化，多个支撑件围成内部具有空腔，且表面具有孔洞的连续网状壳体，从而能够大大减少支撑结构的材料使用量，降低支撑结构的重量，也便于在完成增材制造后将支撑结构从工件上去除，且对于SLM而言，能够有效避免热应力不均导致的支撑结构变形，进而提高其所支撑的工件的成型精度。件的成型精度。件的成型精度。

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造用支撑结构


[0001]本技术涉及增材制造
，尤其涉及一种增材制造用支撑结构。

技术介绍

[0002]随着增材制造技术的快速发展，增材制造成型的工件已经广泛地应用于航空、航天、医疗等领域。在工件成型过程中，增材制造用支撑结构的形状、设置位置等是影响最终工件质量的重要因素。
[0003]在对增材制造用支撑结构进行设计时，材料的用量是一个重要的考虑因素，现有技术中，支撑结构包括直线型、树形等多种类型，相对于其他类型的支撑结构，树形支撑结构能够在一定程度上减少材料用量、降低支撑结构的重量，但是，为了进一步提高材料的利用率，需要进一步降低支撑结构的材料用量。
[0004]因此，亟待需要一种增材制造用支撑结构来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提出一种增材制造用支撑结构，材料用量少、质量轻，且能够有效降低金属打印过程中的热应力。
[0006]为达此目的，本技术采用以下技术方案：
[0007]一种增材制造用支撑结构，其特征在于，所述支撑结构呈树形，所述支撑结构为内部设置有空腔的壳体结构，所述壳体结构包括多个管状支撑件，多个所述支撑件使所述壳体结构形成包括多个孔洞的连续网状壳体，所述孔洞与所述空腔连通。
[0008]可选地，所述孔洞为曲面多边形孔洞。
[0009]可选地，所述支撑件的横截面为圆形，相邻的所述支撑件之间平滑连接。
[0010]可选地，所述支撑结构包括框架主干部和多个连接于所述框架主干部的框架枝干部，位于所述框架枝干部的末端处的所述支撑件围成棱锥框架，所述棱锥框架的顶点为支撑点。
[0011]可选地，所述棱锥框架的底面顶点共圆。
[0012]可选地，所述框架枝干部包括第一级框架枝干，第二级框架枝干，
…
，第N极框架枝干，其中，所述第一级框架枝干的一端与所述框架主干部连接，从所述第二级框架枝干起，每一级框架枝干均与上一级框架枝干连接，所述棱锥框架设置在所述第N极框架枝干的末端。
[0013]可选地，所述支撑结构由金属材料制成。
[0014]可选地，所述支撑结构由光敏树脂材料制成。
[0015]本技术有益效果为：
[0016]本技术的增材制造用支撑结构，在传统树形支撑结构的基础上进行了进一步优化，通过多个支撑件围成内部具有空腔，且表面具有孔洞的树形结构，从而能够大大减少支撑结构的材料使用量，降低支撑结构的重量，在此结构基础上，对于SLM而言，支撑结构的
各部位热应力均匀，故能够有效避免热应力不均导致的支撑结构变形，从而能够提高其所支撑的工件的成型精度，此外，也便于在完成增材制造后将支撑结构去除。
附图说明
[0017]图1是本技术具体实施方式提供的增材制造用支撑结构的结构示意图；
[0018]图2是本技术具体实施方式提供的一种增材制造用支撑结构的设计方法的流程图；
[0019]图3是本技术具体实施方式提供的树形支撑结构的结构示意图；
[0020]图4是本技术具体实施方式提供的去除树形支撑结构末端的圆锥结构后的示意图；
[0021]图5是本技术具体实施方式提供的在树形支撑结构表面选取的建模点的示意图；
[0022]图6是本技术具体实施方式提供的晶胞结构的表面与树形支撑结构表面之间的交线的示意图；
[0023]图7是本技术具体实施方式提供的另一种增材制造用支撑结构的设计方法是流程图。
[0024]图中：
[0025]1‑
树形支撑结构；11
‑
实心主干部；12
‑
实心枝干部；121
‑
圆锥结构；
[0026]2‑
建模点；21
‑
选取点；22
‑
随机点；
[0027]3‑
交线；4
‑
支撑件；
[0028]51
‑
框架主干部；52
‑
框架枝干部；521
‑
棱锥框架；522
‑
支撑点；523
‑
孔洞。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。
[0030]在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0031]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0032]在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件
必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0033]本实施例提供了一种增材制造支撑用支撑结构及其设计方法，尤其适用于金属材料增材制造中，也可以用于光敏树脂等材料的增材制造中。具体地，如图1所示，增材制造用支撑结构呈树形，支撑结构为内部设置有空腔的壳体结构，壳体结构包括多个管状的支撑件4，多个支撑件4使壳体结构形成包括多个孔洞523的连续网状壳体，且孔洞523与空腔连通。
[0034]本实施例中，增材制造用支撑结构整体轮廓接近于树形，但是在常规树形支撑结构1的基础上进行了进一步优化，通过多个支撑件4围成内部具有空腔，且表面具有孔洞523的连续网状壳体，从而能够大大减少支撑结构的材料使用量，降低支撑结构的重量，在此结构基础上，对于SLM(Selective laser melting，选择性激光熔化)而言，支撑结构的各部位热应力均匀，能够有效避免热应力不均导致的支撑结构变形，从而能够提高其所支撑的工件的成型精度，此外，也便于在完成增材制造后将支撑结构去除。本实施例的支撑结构相对于常规的树形支撑结构1而言，能够减重60％～70％。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增材制造用支撑结构，其特征在于，所述支撑结构呈树形，所述支撑结构为内部设置有空腔的壳体结构，所述壳体结构包括多个管状的支撑件(4)，多个所述支撑件(4)使所述壳体结构形成包括多个孔洞(523)的连续网状壳体，所述孔洞(523)与所述空腔连通。2.如权利要求1所述的增材制造用支撑结构，其特征在于，所述孔洞(523)为曲面多边形孔洞(523)。3.如权利要求1所述的增材制造用支撑结构，其特征在于，所述支撑件(4)的横截面为圆形，相邻的所述支撑件(4)之间平滑连接。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的增材制造用支撑结构，其特征在于，所述支撑结构包括框架主干部(51)和多个连接于所述框架主干部(51)的框架枝干部(52)，位于所述框架枝干部(52)的末端处的所述支撑件(4)围成棱锥框架(521)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志平，张益茬，唐锋，
申请(专利权)人：上海埃曼增材技术有限公司，
类型：新型
国别省市：