[发明专利]一种用于激光选区熔化成形产品内腔震动清粉及内表面精整的设备

说明书

本发明属于增材制造后处理技术领域，具体涉及一种激光选区熔化成形中空点阵翼舵类产品内腔震动清粉及内表面精整设备。该设备通过使用震动旋转系统、粉末清理动力及回收系统和内表面精整系统，能够有效解决目前激光选区熔化成形翼面产品手工敲击清理内腔残余清粉以及内表面质量差的问题，可以实现翼面类中空点阵复杂结构内腔残余粉末的高效快速清理，大大提高清粉效率和保证内腔残余粉末的清粉质量。本发明将电化学工作站集成到设备中，能够实现翼面内表面电化学抛光，提升整个翼面内腔表面质量。

技术领域

本发明属于增材制造后处理技术领域，具体涉及一种用于激光选区熔化成形中空点阵翼舵类产品内腔震动清粉及内表面精整的设备。

背景技术

激光选区熔化成形技术通过聚焦精细激光光源选择性照射预先铺展好的金属粉末，逐层堆积成三维金属零件。相对于传统铸锻技术，激光选区熔化成形技术具有能够获得快速凝固的非平衡组织，内部晶粒细小，综合力学性能优异、可成形任意结构复杂的零部件等诸多优点，为飞行器结构轻量化、拓扑优化设计和制造提供了新的思路，成为航空航天领域先进制造的重要发展方向。

飞行器翼面类结构的传统制备工艺为骨架蒙皮铸造+机加+蒙皮焊接，存在材料利用率低，批次稳定性差，生产周期长等问题。基于轻量化和结构功能一体化理念，利用激光选区熔化成形技术实现了含中空点阵飞行器翼面一体化结构设计与制造。但是，激光选区熔化成形过程中激光选择性熔化预先铺展好的金属粉末，在未被激光照射的内腔区域粉末会滞留在内腔腔体中。因此，翼面内腔中会存留金属粉末，这些成形过程中的残留粉末影响产品质量，并且由于内表面无法喷砂打磨，表面质量较差。因此，需要通过后处理工艺清理粉末、提升内表面质量。目前，国内外尚没有针对全封闭复杂内腔结构内腔粉末清理的有效办法，这种中空点阵翼面类复杂构件成形后的内腔粉末目前采用人工敲击方式清除粉末且内表面无法处理，不仅耗费大量的人力物力，同时无法保证清粉及内表面质量，限制了激光选区熔化成形增材制造技术在一体化成形翼面类产品的应用。

基于目前采用人工方法清理中空内腔粉末存在的效率低、清粉质量无法保证的问题，本发明提出一种激光选区熔化成形中空点阵翼舵类产品内腔震动清粉及内表面精整设备，以实现翼面类中空点阵复杂结构内腔残余粉末快速清理以及内表面质量提升。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种用于激光选区熔化成形产品内腔震动清粉及内表面精整的设备，以解决如何实现翼面类中空点阵复杂结构内腔残余粉末快速清理以及内表面质量提升的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于激光选区熔化成形产品内腔震动清粉及内表面精整的设备，该设备包括工作台、震动旋转台、震动电机、旋转电机、压缩空气发生器、工件支撑架、压紧工装、收粉缸、电化学抛光工作站、进气管、出气管、阳极管路、阴极管路和三通开关；其中，

工作台是震动清粉及内表面精整设备的主框架，在工作台下方中心安装有旋转电机，在工作台下方两侧安装有两个对称的震动电机；在工作台上方安装有震动旋转台；

震动旋转台与震动电机、旋转电机构成震动旋转系统，在粉末清理过程中，通过震动电机、旋转电机带动震动旋转台进行无规则上下以及回转运动，保证翼面产品内腔粉末清理干净；

工件支撑架与压紧工装，分别用于摆放和固定翼面产品，保证在震动旋转清粉过程中产品不发生偏移和脱落；

压缩空气发生器、进气管、出气管、收粉缸构成粉末清理动力及回收系统，在粉末清理过程中一方面通过震动旋转系统使产品进行无规则上下、回转运动，另一方面同步通过压缩空气发生器及进气管向翼面产品中空内腔吹压缩空气，使得翼面产品中空内腔粉末在压缩空气作用下通过出气管排出至收粉缸中；