一种用于增材制造的支撑结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于增材制造的支撑结构

【技术实现步骤摘要】
一种用于增材制造的支撑结构


[0001]本技术涉及增材制造
，具体涉及一种用于增材制造的支撑结构
。

技术介绍

[0002]增材制造技术（俗称
3D
打印）是一种通过简单的二维逐层增加材料的方式直接成型三维复杂结构的数字制造技术
。
金属
3D
打印过程中由于激光快速熔化局部的粉末，且单位时间内熔化的粉末体积有限，而熔化粉末周边的温度接近于常温，会导致熔化的粉末快速的凝固
。
这个快速熔化与凝固的过程会在一定范围内产生应力，打印过程连续的快速熔化与凝固，会导致打印工件的内应力叠加
。
为了降低这种内应力引起的变形趋势，就需要把工件打印在一个与工件材料一致或类似的基板上，同时针对无法与基板连接的部分，需要设计支撑结构
。
在金属增材制造中，支撑结构具备如下功能：
1)
支撑工件的悬垂部分；2）加强并将工件固定在成型平台上；3）传导多余的热量；4）防止变形；5）防止熔池沉入粉末中；6）抵抗铺粉装置对工件的压力
。
[0003]现有的金属
3D
打印支撑结构，多用块状，参见附图
12
和图
13
所示；通过使用这种块状支撑部件4或者其参数变换的类似结构，起到支撑工件5及传导热量的作用，能够使得工件5成功打印
。
这种支撑结构具有一定的强度，同时也便于后期去除，而且可以通过参数的改变，获得不同尺寸
、
不同结构强度的支撑结构，可以针对不同的工件结构特点，进行参数调整，获得最优的支撑结构
。
但存在以下不足：
[0004]1）支撑结构较为复杂，不便于后期粉末清理，若粉末清理不干净，导致后期支撑去除不掉；2）块状支撑结构的打印速度低于工件实体打印速度，导致整个打印时间较长，工件加工成本增加；3）针对较大悬空面，块状支撑结构，难以确保工件不变形，打印过程风险增加，容易打印失败；4）块状支撑结构去除后，由于覆盖工件面积较大，导致去除后工件表面质量较差，难以满足工件技术要求，且会影响工件的尺寸精度，打印完无法满足技术要求
。
因此，现有的金属
3D
打印块状的支撑结构需要加以改进
。
[0005]CN 209206458 U
公开了一种金属增材制造用格栅状
3D
打印支撑结构，该支撑结构包括镂空格栅状支撑和实体支撑，格栅状支撑整体呈倒三角形状，格栅状支撑由多个四边形格栅单元体构成，四边形格栅单元体由四根肋板构成，四边形格栅单元体的两条对角线垂直且分别位于水平方向和竖直方向，格栅状支撑与成型基板的接触面为底部的四边形格栅单元体沿水平方向对角线去掉下半部分后形成的水平接触面，格栅状支撑与成型件支撑面的接触面为顶部的四边形格栅单元体沿水平方向对角线去掉上半部分后形成的水平接触面；实体支撑填充在格栅状支撑与成型件支撑面接触后形成的倒三角形格栅孔内
。
其可以有效支撑悬垂结构，避免了零件热应力变形
。
[0006] CN 113942231 A 中公开了一种用于增材制造的支撑结构，用于增材制造的支撑结构包括支撑杆和分别位于支撑杆上下两侧的上支撑爪和下支撑爪，上支撑爪和下支撑爪均包括至少两个分爪，上支撑爪的分爪朝支撑杆的上侧倾斜设置，下支撑爪的分爪朝支撑杆的下侧倾斜设置，支撑杆设置有至少两个，至少两个支撑杆上均设置有上支撑爪和下支
撑爪，且相邻两个支撑杆之间连接有连接件
。
其用于对增材制造的零件进行支撑
。
[0007]上述技术方案都不失为所属
的一种有益的尝试
。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于提供一种用于增材制造的支撑结构，以能够在满足支撑
、
散热要求的条件下，减少支撑结构的材料用量，并能保证待制造零件的表面质量，提升制造效率
。
[0009]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0010]一种用于增材制造的支撑结构，包括多个呈倒锥形的实体支撑部件，多个所述实体支撑部件呈点阵阵列分布，所述实体支撑部件的大底面端用于与成型基板相连，所述实体支撑部件的小底面端用于与待制造零件的一端面相连
。
[0011]根据上述技术手段，通过设置成点阵阵列分布且呈倒锥形的实体支撑部件，有效减少了支撑结构与待制造零件的接触面积，从而能够在满足支撑要求的前提下，有效提高了散热效率，减少了支撑材料的用量，提高了制造效率和带制造零件的表面质量，且有效解决了块状支撑结构存在去除难度大的问题
。
[0012]其中，支撑结构是
SLM
增材工艺成型复杂结构工件必不可少的辅助部分
。
连接待制造零件的已成形区域和未成形区域，从而起到强化过渡作用，且能在传导热量的同时保证成形受力平衡，在无支撑结构和支撑结构材料用量不够的情况下，会出现由于待制造零件自重原因产生塌陷缺陷，但支撑结构材料用量过度又会带来内应力大或支撑结构难以去除，导致待制造零件打印失败或零件产品精度低的问题
。
[0013]优选的，相邻所述实体支撑部件的距离在
2.4~3mm
之间
。
[0014]优选的，呈点阵阵列分布的多个所述实体支撑部件的整体长度和宽度在
26~35mm
之间
。
[0015]优选的，所述实体支撑部件类似梯形倒锥形
。
[0016]优选的，所述实体支撑部件的大底面端的长度和宽度在
6mm~10mm
之间
。
[0017]优选的，所述实体支撑部件的小底面端的长度和宽度在
2mm~4mm
之间
。
[0018]优选的，所述实体支撑部件的高度在
8mm~10mm
之间
。
[0019]通过限定实体支撑部件的大底面端的长度和宽度在
6mm~10mm
之间，小底面端的长度和宽度在
2mm~4mm
之间，高度在
8mm~10mm
之间，既有效保证了实体支撑部件的强度，又降低了实体支撑部件的整体体积，保证了打印效率和待制造零件的精度，降低了打印风险和后处理难度，提高了打印效率
。
[0020]优选的，所述实体支撑部件的腰与成型基板的底面形成的夹角在
100
°
~110
°
之间
。
[0021]通过限定实体支撑部件的腰与成型基板的底面形成的夹角在
100
°
~110
°
之间，从而限定实体支撑部件的拔模斜度，在满足待制造零件成功打印的基础上，降低了实体支撑部件的体积
。
[0022]优选的，所述实体支撑部件的大底面端和小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于增材制造的支撑结构，其特征在于，包括多个呈倒锥形的实体支撑部件（1），多个所述实体支撑部件（1）呈点阵阵列分布，所述实体支撑部件（1）的大底面端（
11
）用于与成型基板（2）相连，所述实体支撑部件（1）的小底面端（
12
）用于与待制造零件（3）的一端面相连
。2.
根据权利要求1所述的用于增材制造的支撑结构，其特征在于，相邻所述实体支撑部件（1）的距离在
2.4~3mm
之间
。3.
根据权利要求1所述的用于增材制造的支撑结构，其特征在于，呈点阵阵列分布的多个所述实体支撑部件（1）的整体长度和宽度在
26~35mm
之间
。4.
根据权利要求1所述的用于增材制造的支撑结构，其特征在于，所述实体支撑部件（1）类似梯形倒锥形
。5.
根据权利要求4所述的用于增材制造的支撑结构，其特征在于，所述实体支撑部件（1）的大底面端（
11
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱茜，邓佳明，秦永瑞，陈浩铭，肖勇军，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：