【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材制造，具体为一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法及设备。
技术介绍
1、目前航空航天领域的重要零部件普遍存在材料价格昂贵、制造成本高、生产周期长等特征，因此零件的可靠性制造成为关键。对于增材制造技术，零件是否能高质量顺利成形，主要依靠模型的支撑设计进行保证，一旦零件在成形过程中出现变形、断裂等严重影响零件成形的情况时，该工艺方法在中途基本不具备暂停补修的机会，整个零件将无法继续成形，将造成零件的整体报废，不仅对材料、时间和能源成本造成极大的浪费，而且严重影响航空发动机零件的科研生产。特别是对于高尺度、复杂结构的航空发动机增材制造零件而言，基础支撑的设计因受零件结构特征、摆放形式等的影响，存在支撑尺寸、角度、位置等方面的限制，导致该类基础支撑结构存在强度较弱、易变形失效等弱点，在成形过程中极易因支撑失效而导致零件无法继续成形，进而导致零件整体报废的情况发生。
2、对于当前增材制造技术主要存在以下技术问题：
3、一是由于航空发动机零件结构复杂，特别是对于高尺度、复杂结构的零件而言，基础支撑的设计因受零件结构特征、摆放形式的影响，存在支撑尺寸、角度、位置等方面的限制，导致该类基础支撑结构存在强度较弱、易变形失效等弱点，在成形过程中极易因支撑失效而导致零件无法继续成形，进而导致零件整体报废的情况发生。二是因为在零件增材成形过程中，会存在因主动操作因素(如添加粉末、更换滤芯、更换保护气等)或被动因素(如断电、设备故障、成形故障等)而造成成形过程中断的情况，以上的情况均会对零件、支撑造成不
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，以解决现有技术中如何对于航空发动机结构复杂零件成形进行保障支撑的技术问题。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，包括如下步骤：
4、根据零件特征设计成形支撑，对成形支撑进行风险评估，并根据风险评估结果对风险支撑进行保障成形支撑设计；
5、根据风险支撑成形情况选取保障成形支撑，完成零件成形工作。
6、优选的，零件特征包括零件成形的摆放形式、天花板特征、零件尺寸高度、底面面积支撑区域、薄壁以及内腔的成形特征。
7、优选的，对成形支撑进行风险评估的过程如下：
8、通过对成形支撑的高度以及底面接触面积综合判断成形支撑的强度以及成形风险，对满足成形支撑强度的成形支撑定义为基础支撑，反之定义为风险基础支撑，并对风险基础支撑进行判断保障设计。
9、进一步的，基础支撑为对天花板特征、零件尺寸高度、底面面积支撑区域、薄壁、内腔的成形特征以及零件成形的摆放形式满足常规零件成形支撑条件的成形面进行支撑，所述风险基础支撑为对天花板特征、零件尺寸高度、底面面积支撑区域、薄壁、内腔的成形特征以及零件成形的摆放形式满足常规零件成形支撑条件的成形面进行支撑时存在风险时，容易出现支撑变形、断裂、塌陷以及无法继续支撑零件成形的情况。
10、进一步的，在对风险基础支撑进行判断中，当风险基础支撑所对应支撑的成形面的尺寸和位置无法对应风险基础支撑时，则在基础支撑上延伸设计保障成形支撑，所述保障成形支撑对应风险基础支撑所对应支撑的成形面进行成形支撑。
11、进一步的，在对风险基础支撑进行判断中，当风险基础支撑所对应支撑的成形面的尺寸和位置无法对应风险基础支撑时，则在已成形的零件成形面上设计保障成形支撑，所述保障成形支撑对应风险基础支撑所对应支撑的成形面进行成形支撑。
12、更进一步的，风险基础支撑对应支撑的成形面设计，通过在所对应的支撑的成形面上判定选取打印风险基础支撑或保障成形支撑。
13、进一步的，对风险基础支撑所对应支撑的成形面的成形支撑的判定如下：
14、当风险基础支撑失效时，则停止打印风险基础支撑，继续打印保障成形支撑，此时保障成形支撑代替风险基础支撑对所对应支撑的成形面进行成形支撑；反之则停止打印保障成形支撑，风险基础支撑对所对应支撑的成形面进行成形支撑。
15、进一步的，风险基础支撑失效的情况包括支撑变形、断裂、塌陷以及无法继续支撑零件成形的情况。
16、一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形设备，用于实现上述所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
18、本专利技术提供了一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，通过根据零件特征进行打印成形支撑，直接解决增材制造过程中因主动、被动等因素导致部分支撑失效，进而造成零件整体报废的问题，对零件的成形面进行成形支撑设计，保障零件顺利成形，有效的对航空发动机结构复杂零件成形进行保障支撑。本专利技术在支撑设计阶段对强度较弱、易变形失效等存在风险的基本支撑添加相应的保障成形支撑，作用于增材制造零件的保障成形，是一种避免零件在成形过程中因个别基础支撑失效，而导致零件整体报废的保障成形方法，保证了零件成形效率。
19、进一步的，根据基础支撑的高度、底面接触面积综合判断基础支撑的强度强弱、成形风险，对风险较高的基础支撑首先进行自身优化，尺寸、位置无法达到最大优化效果的情况时，在基础支撑上进行保障成形支撑设计，使得继续支撑零件稳定的成形。
20、进一步的，在成形过程中当遇基础支撑损坏失效(如断裂、变形等)，零件无法正常成形的情况，或根据铺粉质量判断需要放弃个别基础支撑，使用保障成形支撑代替继续成形的情况，对应的保障成形支撑会继续成形支持零件稳定成形，使得零件的基础支撑无法为零件的成形继续提供支撑预先根据基础支撑的风险评估情况，对应设计的一种可在零件自身或其他临近基础支撑上独立成形的保障成形支撑，通过替补已损坏基础支撑的空缺，达到在不放弃零件成形的情况下，继续支撑零件稳定成形。
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1.一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，所述零件特征包括零件成形的摆放形式、天花板特征、零件尺寸高度、底面面积支撑区域、薄壁以及内腔的成形特征。
3.根据权利要求1所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，对成形支撑进行风险评估的过程如下：
4.根据权利要求3所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，所述基础支撑(1)为对天花板特征、零件尺寸高度、底面面积支撑区域、薄壁、内腔的成形特征以及零件成形的摆放形式满足常规零件成形支撑条件的成形面进行支撑，所述风险基础支撑(2)为对天花板特征、零件尺寸高度、底面面积支撑区域、薄壁、内腔的成形特征以及零件成形的摆放形式满足常规零件成形支撑条件的成形面进行支撑时存在风险时，容易出现支撑变形、断裂、塌陷以及无法继续支撑零件成形的情况。
5.根据权利要求3所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，在对风险基
6.根据权利要求3所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，在对风险基础支撑(2)进行判断中，当风险基础支撑(2)所对应支撑的成形面的尺寸和位置无法对应风险基础支撑(2)时，则在已成形的零件成形面上设计保障成形支撑(3)，所述保障成形支撑(3)对应风险基础支撑(2)所对应支撑的成形面进行成形支撑。
7.根据权利要求5或6所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，所述风险基础支撑(2)对应支撑的成形面设计，通过在所对应的支撑的成形面上判定选取打印风险基础支撑(2)或保障成形支撑(3)。
8.根据权利要求7所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，对风险基础支撑(2)所对应支撑的成形面的成形支撑的判定如下：
9.根据权利要求8所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，所述风险基础支撑(2)失效的情况包括支撑变形、断裂、塌陷以及无法继续支撑零件成形的情况。
10.一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形设备，其特征在于，用于实现权利要求1-9任一项所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法。
...【技术特征摘要】
1.一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，所述零件特征包括零件成形的摆放形式、天花板特征、零件尺寸高度、底面面积支撑区域、薄壁以及内腔的成形特征。
3.根据权利要求1所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，对成形支撑进行风险评估的过程如下：
4.根据权利要求3所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，所述基础支撑(1)为对天花板特征、零件尺寸高度、底面面积支撑区域、薄壁、内腔的成形特征以及零件成形的摆放形式满足常规零件成形支撑条件的成形面进行支撑，所述风险基础支撑(2)为对天花板特征、零件尺寸高度、底面面积支撑区域、薄壁、内腔的成形特征以及零件成形的摆放形式满足常规零件成形支撑条件的成形面进行支撑时存在风险时，容易出现支撑变形、断裂、塌陷以及无法继续支撑零件成形的情况。
5.根据权利要求3所述的一种增材制造高尺度、复杂结构零件的支撑成形方法，其特征在于，在对风险基础支撑(2)进行判断中，当风险基础支撑(2)所对应支撑的成形面的尺寸和位置无法对应风险基础支撑(2)时，则在基础支撑(1)上延伸设计保障成形支撑(3)，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，李红刚，王颖，谢国印，吴晓锋，钱虎虓，蒋松山，李庆宇，
申请(专利权)人：中国航发动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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