一种燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺制造技术

一种燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺，属于金属增材制造技术领域。所述燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺包括如下步骤：S1、对燃油收集器进行三维建模；S2、设置燃油收集器的摆放方式；S3、根据燃油收集器的摆放方式，设置支撑添加方案；S4、将添加支撑后的燃油收集器模型进行切片处理，并设置激光选区熔化成形工艺参数；S5、将切片处理后的燃油收集器模型以及设置的激光选区熔化成形工艺参数导入激光选区熔化设备，完成燃油收集器的成形；S6、对成形后的燃油收集器进行后处理。所述燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺能够提高零件成形性、减少机加工序、提高零件尺寸精度、降低零件表面粗糙度。

【技术实现步骤摘要】
一种燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺
本专利技术金属增材制造
，特别涉及一种燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺。
技术介绍
在电子信息技术发展的推动下，航空航天、军工武器装备开始迎来飞速发展阶段，传统零部件制造工艺逐渐不能满足产品需求，增材制造快速成形方法脱颖而出。增材制造(3D打印)在航天、航空、兵器、汽车等行业具有广阔应用前景，具有成形效率高、制造工序短等优点，尤其在异形结构零件成形方面具有明显优势。激光选区熔化成形技术是金属增材制造主要途径之一，该技术以激光作为能量源，按照零件三维模型及规划的路径，在粉末床上，逐层铺粉，逐层扫描，最终实现零件成形。激光选区熔化可以实现复杂形腔、空间异形、空间曲面、网格结构的无模具成形，具有广阔应用前景。燃油收集器零件由于功能特殊，导致结构复杂多样，接头较多。传统工艺先使用机加钻孔，再配合焊接成形，机加工序长，零件质量重，焊缝数量多，变形大。采用激光选区熔化技术有效的减轻零件质量，减少机加工序及焊缝数量。然而，由于激光选区熔化成形工艺特性，导致零件表面粗糙度低，尺寸精度差，常规激光选区熔化零件成形表面粗糙度Ra在6.3μm左右，尺寸精度在0.1mm左右。为提高零件合格率，常在零件表面添加机加余量，后续使用机加除掉来提高零件表面精度，但零件结构特殊，余量去除困难，机加难度大，工序长，夹具设计困难。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺，其能够提高零件成形性、减少机加工序、提高零件尺寸精度、降低零件表面粗糙度。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺，所述燃油收集器包括圆筒状的壳体以及设置于壳体的若干个管接头，所述燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺包括如下步骤：S1、对燃油收集器进行三维建模；S2、设置燃油收集器的摆放方式，具体包括：在摆放时，燃油收集器壳体的长边方向与激光选区熔化设备的刮刀铺粉方向相同；燃油收集器壳体的中心轴与基板平面的夹角大于等于45°；并且，所述壳体上孔径最大的管接头的中心轴与刮刀铺粉方向垂直；S3、根据燃油收集器的摆放方式，设置支撑添加方案，具体包括：所述支撑包括设置于燃油收集器外部的外部支撑和设置于管接头内部的内部支撑；所述外部支撑包括空心实体支撑、网格支撑一和柱状支撑，所述空心实体支撑为梯台形结构，其上部的上斜面设置有网格支撑一，并且所述网格支撑一的内部穿插有柱状支撑；所述内部支撑采用Y型结构的网格支撑二；S4、将添加支撑后的燃油收集器模型进行切片处理，并设置激光选区熔化成形工艺参数，具体包括：所述激光选区熔化成形工艺参数包括燃油收集器工艺参数和支撑工艺参数；所述燃油收集器工艺参数包括实体填充工艺参数、上表皮工艺参数、下表皮工艺参数和轮廓工艺参数；所述支撑工艺参数包括网格支撑工艺参数和实体支撑工艺参数；S5、将切片处理后的燃油收集器模型以及设置的激光选区熔化成形工艺参数导入激光选区熔化设备，完成燃油收集器的成形；S6、对成形后的燃油收集器进行后处理，具体包括：S6.1、热处理，将燃油收集器、支撑和基板共同进行热处理，热处理后，将燃油收集器与基板分离；S6.2、支撑去除；S6.3、表面处理，打磨燃油收集器上残余的支撑根部，然后对燃油收集器进行喷丸处理。进一步的，所述燃油收集器壳体设置有较多管接头的一侧靠近基板设置。进一步的，所述空心实体支撑的下部设置有U型槽。进一步的，所述燃油收集器的外部还设置有网格支撑三，所述网格支撑三位于相邻的两个外部支撑之间的零件的下方。进一步的，所述步骤S4中，所述实体填充工艺参数为：扫描策略为棋盘方格式扫描，激光功率180-220W，激光扫描速度为850-1000mm/s，填充间距为0.08-0.13mm，棋盘方格宽度为6-9mm，燃油收集器实体打印层厚为0.04mm；所述上表皮工艺参数：扫描策略为顺序扫描，激光功率220-260W，激光扫描速度600-850mm/s，激光扫描间距0.08-0.12mm；所述下表皮工艺参数：扫描策略为顺序扫描，激光功率180-200W，激光扫描速度800-1000mm/s，激光扫描间距0.08-0.12mm；所述轮廓工艺参数：扫描策略为双轮廓方式，轮廓激光功率160-220W，激光扫描速度为700-1000mm/s，双轮廓间距为0.08-0.13mm。进一步的，所述棋盘方格式扫描时，分区域跳动烧结，每次铺粉开始时，整个棋盘方格顺时针旋转67°。进一步的，所述步骤S4中，所述网格支撑工艺参数和实体支撑工艺参数一致，扫描策略均为蛇形方式，隔层扫描；激光功率均为160-200W，激光扫描速度均为850-1000mm/s，激光扫描间距均为0.08-0.13mm。进一步的，所述蛇形方式扫描时，每次铺粉开始时扫描方向顺时针旋转67°。进一步的，所述喷丸处理采用颗粒大小为0.1-0.3mm氧化锆或陶瓷丸。本专利技术的有益效果：1)本专利技术是在现有激光选区熔化成形支撑添加的基础上，理论分析、预测成形过程零件变形，支撑成形、零件成形表面悬空度，并通过合理控制零件摆放方式，设计支撑结构及种类，控制制造工艺，实现零件高精度、低粗糙度成形，有效的解决零件机加困难等问题；2)本专利技术属于一种燃油收集器零件采用激光选区熔化成形技术实现零件一体化制造的制备工艺，为提高零件成形性、减少零件机加工序、提高零件尺寸精度、降低零件表面粗糙度，通过控制零件成形角度、设计支撑添加方式，控制成形工艺的方法，该方法适用于任意多通管类零件零余量成形；3)本专利技术通过优化零件摆放方式，合理分配管接头位置，设计网格和实体结合的特殊支撑，给零件梯台形状的空心实体支撑、网格支撑及柱状支撑，以及优化成形工艺，制备零机加余量、低表面粗糙度的零件，节约成本，实现零件不添加余量直接成形，减少成形后机加工序；4)本专利技术空心实体支撑、网格支撑一和柱状支撑的结合体方便去除，而且通过手工去除即可，不需要进行机加，保证零余量条件下防止零件变形，保证零件表面精度，还节省材料，在空心实体支撑的底部设置有U形槽，便于支撑的去除。本专利技术的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。附图说明图1是本专利技术实施例提供的燃油收集器的主视结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的燃油收集器的侧视结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的燃油收集器成形角度为45°的示意图；图4是本专利技术实施例提供的外部支撑的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的外部支撑的剖视图；图6是本专利技术实施例提供的内部支撑的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的燃油收集器添加支撑后的主视结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的燃油收集器添加支撑后的侧视结构示意图。说明书附图中的附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺，所述燃油收集器包括圆筒状的壳体以及设置于壳体的若干个管接头，其特征在于，所述燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺包括如下步骤：/nS1、对燃油收集器进行三维建模；/nS2、设置燃油收集器的摆放方式，具体包括：/n在摆放时，燃油收集器壳体的长边方向与激光选区熔化设备的刮刀铺粉方向相同；燃油收集器壳体的中心轴与基板平面的夹角大于等于45°；并且，所述壳体上孔径最大的管接头的中心轴与刮刀铺粉方向垂直；/nS3、根据燃油收集器的摆放方式，设置支撑添加方案，具体包括：/n所述支撑包括设置于燃油收集器外部的外部支撑和设置于管接头内部的内部支撑；所述外部支撑包括空心实体支撑、网格支撑一和柱状支撑，所述空心实体支撑为梯台形结构，其上部的上斜面设置有网格支撑一，并且所述网格支撑一的内部穿插有柱状支撑；所述内部支撑采用Y型结构的网格支撑二；/nS4、将添加支撑后的燃油收集器模型进行切片处理，并设置激光选区熔化成形工艺参数，具体包括：/n所述激光选区熔化成形工艺参数包括燃油收集器工艺参数和支撑工艺参数；所述燃油收集器工艺参数包括实体填充工艺参数、上表皮工艺参数、下表皮工艺参数和轮廓工艺参数；所述支撑工艺参数包括网格支撑工艺参数和实体支撑工艺参数；/nS5、将切片处理后的燃油收集器模型以及设置的激光选区熔化成形工艺参数导入激光选区熔化设备，完成燃油收集器的成形；/nS6、对成形后的燃油收集器进行后处理，具体包括：/nS6.1、热处理，将燃油收集器、支撑和基板共同进行热处理，热处理后，将燃油收集器与基板分离；/nS6.2、支撑去除；/nS6.3、表面处理，打磨燃油收集器上残余的支撑根部，然后对燃油收集器进行喷丸处理。/n...

【技术特征摘要】
1.一种燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺，所述燃油收集器包括圆筒状的壳体以及设置于壳体的若干个管接头，其特征在于，所述燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺包括如下步骤：
S1、对燃油收集器进行三维建模；
S2、设置燃油收集器的摆放方式，具体包括：
在摆放时，燃油收集器壳体的长边方向与激光选区熔化设备的刮刀铺粉方向相同；燃油收集器壳体的中心轴与基板平面的夹角大于等于45°；并且，所述壳体上孔径最大的管接头的中心轴与刮刀铺粉方向垂直；
S3、根据燃油收集器的摆放方式，设置支撑添加方案，具体包括：
所述支撑包括设置于燃油收集器外部的外部支撑和设置于管接头内部的内部支撑；所述外部支撑包括空心实体支撑、网格支撑一和柱状支撑，所述空心实体支撑为梯台形结构，其上部的上斜面设置有网格支撑一，并且所述网格支撑一的内部穿插有柱状支撑；所述内部支撑采用Y型结构的网格支撑二；
S4、将添加支撑后的燃油收集器模型进行切片处理，并设置激光选区熔化成形工艺参数，具体包括：
所述激光选区熔化成形工艺参数包括燃油收集器工艺参数和支撑工艺参数；所述燃油收集器工艺参数包括实体填充工艺参数、上表皮工艺参数、下表皮工艺参数和轮廓工艺参数；所述支撑工艺参数包括网格支撑工艺参数和实体支撑工艺参数；
S5、将切片处理后的燃油收集器模型以及设置的激光选区熔化成形工艺参数导入激光选区熔化设备，完成燃油收集器的成形；
S6、对成形后的燃油收集器进行后处理，具体包括：
S6.1、热处理，将燃油收集器、支撑和基板共同进行热处理，热处理后，将燃油收集器与基板分离；
S6.2、支撑去除；
S6.3、表面处理，打磨燃油收集器上残余的支撑根部，然后对燃油收集器进行喷丸处理。


2.根据权利要求1所述的燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺，其特征在于，所述燃油收集器壳体设置有较多管接头的一侧靠近基板设置。


3.根据权利要求1或2所述的燃油收集器激光选区熔化支撑辅助零余量成形工艺，其特征在于，所述空心实体支撑的下部设...

【专利技术属性】
技术研发人员：马慧君，周冠男，薛丽媛，任慧娇，董文启，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21