[发明专利]一种抑制薄壁结构变形的辅助支撑结构

说明书

本发明提供一种抑制薄壁结构变形的辅助支撑结构。该辅助支撑结构包括固定连接的网格支撑部分和实体支撑部分，即辅助支撑结构采用生长方向截面呈“网格+实体”形式且实体部分与网格部分相固连的整体式辅助支撑；所述的网格支撑部分的下端支撑在实体支撑部分上，在薄壁结构的悬空端与实体支撑部分间形成支撑；所述的网格支撑部分采用薄片式或“山”字型结构形式；所述的实体支撑部分的上端支撑在网格支撑部分下端面，下端支撑在成形基板上；所述的实体支撑部分采用“山”字型或“Y”型结构形式。本发明可有效抑制倾斜薄壁开敞结构的翘曲变形及较大幅面薄壁开敞结构的飘曲变形，保证薄壁悬空、开敞结构型面精度。

技术领域

本发明属于激光选区熔化增材制造技术领域，特别涉及一种抑制薄壁结构变形的辅助支撑结构。

背景技术

激光选区熔化增材制造技术，基于合金粉末逐层熔化成形制造复杂零件，在钛合金、高温合金等难加工金属复杂型腔、型面、薄壁、变截面零件整体制造方面具有独特优势。目前，激光选区熔化增材制造零件辅助支撑主要设计为整体实体类、整体网格类或成形幅面内截面呈“网格+实体”形式的复合式支撑等结构形式。整体实体类结构形式的辅助支撑残余应力较大，成形及支撑去除等后处理过程中易于引起层间拉裂或悬空部位变形等问题，且成形废重多、成形周期长，后续支撑去除工作量大。整体网格类结构形式的辅助支撑残余应力较小，支撑易于去除、去除工作量小，但由于温度梯度、冷却速率等较实体零件存在较大差异，各部位收缩不一致，容易引起较大高度较薄厚度网格支撑拉裂，影响型面成形精度，甚至可导致成形过程无法继续进行等严重问题。成形幅面内截面呈“网格+实体”形式的复合式辅助支撑可有效避免上述整体实体类、整体网格类辅助支撑存在的缺陷或问题，但仍存在实体部分去除难度及工作量较大等问题。

因此，针对薄壁悬空结构或不同类型薄壁开敞结构，采用现有辅助支撑设计技术仍存在加工量大、型面精度无法保证、支撑去除难度及工作量较大、较大幅面开敞结构瓢曲变形难以控制等难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种抑制薄壁结构变形的辅助支撑结构，所述的薄壁结构为薄壁悬空结构或薄壁开敞结构厚度小于或等于5mm。

实现本发明目的的技术方案：一种抑制薄壁结构变形的辅助支撑结构，该辅助支撑结构设置在薄壁结构与成形基板间形成支撑，其包括固定连接的网格支撑部分和实体支撑部分，即辅助支撑结构采用生长方向截面呈“网格+实体”形式且实体部分与网格部分相固连的整体式辅助支撑；所述的网格支撑部分的下端支撑在实体支撑部分上，在薄壁结构的悬空端与实体支撑部分间形成支撑；所述的网格支撑部分采用薄片式或“山”字型结构形式；所述的实体支撑部分的上端支撑在网格支撑部分下端面，下端支撑在成形基板上；所述的实体支撑部分采用“山”字型或“Y”型结构形式。

如上所述的一种抑制薄壁结构变形的辅助支撑结构，其所述的薄壁结构为薄壁悬空结构或薄壁开敞结构，其厚度小于或等于5mm。

如上所述的一种抑制薄壁结构变形的辅助支撑结构，其所述的网格支撑部分的高度为5mm～30mm，各网格的壁厚为0.05mm～0.25mm，薄壁结构的壁厚值越小，网格支撑部分的高度值越小。

如上所述的一种抑制薄壁结构变形的辅助支撑结构，其所述的网格支撑部分采用“山”字型结构形式，伸出的短边L1为5～15mm，伸出的短边宽B1为5～10mm。

如上所述的一种抑制薄壁结构变形的辅助支撑结构，其所述的实体支撑部分采用“山”字型或“Y”型结构形式，伸出的短边长L2为5～20mm，伸出的短边宽B2为5～15mm。

如上所述的一种抑制薄壁结构变形的辅助支撑结构，其所述的网格支撑部分采用“山”字型结构形式，伸出的短边L1为5～15mm，伸出的短边宽B1为5～10mm；所述的实体支撑部分采用“山”字型或“Y”型结构形式，伸出的短边长L2为5～20mm，伸出的短边宽B2为5～15mm；上述L2、B2分别大于且等于L1、B1。