【技术实现步骤摘要】
本技术涉及3d打印，具体涉及一种增材制造空心叶轮的支撑结构。
技术介绍
1、选择性激光熔化(selectivelasermelting，slm)是一种常见的金属3d打印技术，它使用激光来逐层熔化金属粉末，以构建复杂的三维金属零件，致密度可达到近乎100％，是一种极具发展前景的快速成型技术，而且其应用范围已拓展到航空航天、医疗、汽车、模具等领域。
2、在选择性激光熔化技术中，支撑结构的设计和有效去除对于成功打印高质量零件至关重要。打印时需考虑打印材料、零件几何、支撑结构密度等多个因素，有助于减少支撑结构的数量，降低材料浪费，同时确保打印过程的成功，此外，还应综合考虑热传导性、残余应力、变形等因素，以优化零件的质量和打印效率。
3、对于空心叶轮的设计，其空腔结构旨在减轻叶轮的重量，但在3d打印完成后，如何彻底清理空腔内的粉末成为新的问题。另外在传统的网格块状支撑设计下，难以控制支撑结构底面的变形，容易导致底面翘曲和开裂，降低产品的成品率。此外，叶轮叶片的叶型面具有较高的精度要求，传统的网格块状支撑为底部支撑，难以控制叶片端部的变形量，如何设计支撑结构以实现其对叶型面变形量的控制，并便于加工和去除也是一个难点。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本技术提供一种增材制造空心叶轮的支撑结构，以解决现有技术中网格块状支撑设计难以控制底面变形、叶轮叶型面变形量难以控制和空心叶轮空腔内的粉末难以清理的问题。
2、为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是
3、一种增材制造空心叶轮的支撑结构，用于给空心叶轮提供打印支撑，所述空心叶轮至少包括叶轮轴、轮毂、若干叶片和设置在所述轮毂内的若干减重空腔，所述支撑结构包括：
4、支撑底座，呈圆盘形的实体镂空结构，用于给所述轮毂提供打印支撑，所述支撑底座上设置有贯通孔，所述贯通孔用于供所述叶轮轴穿过并与所述叶轮轴无接触；
5、叶型面支撑壁，环设在所述支撑底座的顶部外缘上，所述叶型面支撑壁被配置为与所述支撑底座相配合以限位出用于打印所述空心叶轮的打印空间，并为若干所述叶片提供打印支撑；
6、若干排粉通道，沿周向间隔布置在所述支撑底座内并与所述减重空腔呈一对一连通设置，所述排粉通道包括相互连通的竖直段和水平段，所述竖直段沿高度方向延伸且一端伸入至所述打印空间内以与对应所述减重空腔相连通，所述水平段沿所述支撑底座的径向延伸，且一端贯通至所述支撑底座的侧表面。
7、进一步地，所述水平段为u形槽结构，且所述水平段的槽口贯通至所述支撑底座的底面。
8、进一步地，部分所述水平段伸出于所述支撑底座的侧表面。
9、进一步地，所述支撑底座包括主体部和环形阵列在所述主体部底部的若干镂空支撑部，所述镂空支撑部呈扇环形结构，相邻所述镂空支撑部之间配合形成有第一间隔槽。
10、进一步地，所述镂空支撑部包括沿所述支撑底座径向排布的若干树状支撑件，于所述支撑底座的径向自外朝内，至少一个所述树状支撑件上设置有第二间隔槽，所述第二间隔槽的轴线与所述树状支撑件的轴线共线，且所述第二间隔槽的深度小于所述树状支撑件的高度。
11、进一步地，所述第一间隔槽的槽深大于所述第二间隔槽的槽深。
12、进一步地，所述树状支撑件包括头端连接在所述主体部上的承接体和设置在所述承接体尾端上的底托，所述承接体的横截面面积自头端向尾端逐渐减小，且所述底托的横截面面积大于所述承接体的尾端的横截面面积，所述承接体内设置有贯穿孔，所述贯穿孔沿所述支撑底座的周向延伸并贯穿所述承接体的两端。
13、进一步地，所述叶型面支撑壁包括第一支撑段和第二支撑段，所述第一支撑段用于与若干所述叶片的后缘相连接，所述第二支撑段用于与若干所述叶片的侧缘相连接，所述第二支撑段的内壁曲率与若干所述叶片的侧缘所在曲面的曲率相同。
14、进一步地，所述第一支撑段上沿周向间隔设置有若干出粉口，所述出粉口位于相邻两个所述叶片之间。
15、进一步地，所述出粉口与所述叶片呈一对一设置，且所述出粉口与对应所述叶片的吸力曲面相贴合，所述出粉口的轴线与对应所述叶片的后缘的轴线相平行。
16、由于上述技术方案的运用，本申请与现有技术相比的有益效果在于：
17、本申请通过设置与减重空腔呈一对一连通设置的排粉通道，实现对减重空腔内的粉末的清理，提高产品良率，并可避免粉末浪费，降低成本。
18、同时，将支撑底座设置为圆盘形的实体镂空结构，减少材料用量并降低打印时间，减少了应力变形，以避免支撑底座开裂的情况。
19、此外，通过设置叶型面支撑壁为叶片提供打印支撑，代替原有的网格块状支撑，减少了支撑用量和打印时间，并于叶片端部提供支撑，以大幅度降低叶片端部的变形量，后期通过机加工去除叶型面支撑壁，操作简单快捷。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种增材制造空心叶轮的支撑结构，用于给空心叶轮提供打印支撑，所述空心叶轮至少包括叶轮轴、轮毂、若干叶片和设置在所述轮毂内的若干减重空腔，其特征在于，所述支撑结构包括：
2.如权利要求1所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，所述水平段为U形槽结构，且所述水平段的槽口贯通至所述支撑底座的底面。
3.如权利要求2所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，部分所述水平段伸出于所述支撑底座的侧表面。
4.如权利要求2所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，所述支撑底座包括主体部和环形阵列在所述主体部底部的若干镂空支撑部，所述镂空支撑部呈扇环形结构，相邻所述镂空支撑部之间配合形成有第一间隔槽。
5.如权利要求4所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，所述镂空支撑部包括沿所述支撑底座径向排布的若干树状支撑件，于所述支撑底座的径向自外朝内，至少一个所述树状支撑件上设置有第二间隔槽，所述第二间隔槽的轴线与所述树状支撑件的轴线共线，且所述第二间隔槽的深度小于所述树状支撑件的高度。
6.如权利要求5
7.如权利要求5所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，所述树状支撑件包括头端连接在所述主体部上的承接体和设置在所述承接体尾端上的底托，所述承接体的横截面面积自头端向尾端逐渐减小，且所述底托的横截面面积大于所述承接体的尾端的横截面面积，所述承接体内设置有贯穿孔，所述贯穿孔沿所述支撑底座的周向延伸并贯穿所述承接体的两端。
8.如权利要求1所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，所述叶型面支撑壁包括第一支撑段和第二支撑段，所述第一支撑段用于与若干所述叶片的后缘相连接，所述第二支撑段用于与若干所述叶片的侧缘相连接，所述第二支撑段的内壁曲率与若干所述叶片的侧缘所在曲面的曲率相同。
9.如权利要求8所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，所述第一支撑段上沿周向间隔设置有若干出粉口，所述出粉口位于相邻两个所述叶片之间。
10.如权利要求9所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，所述出粉口与所述叶片呈一对一设置，且所述出粉口与对应所述叶片的吸力曲面相贴合，所述出粉口的轴线与对应所述叶片的后缘的轴线相平行。
...【技术特征摘要】
1.一种增材制造空心叶轮的支撑结构，用于给空心叶轮提供打印支撑，所述空心叶轮至少包括叶轮轴、轮毂、若干叶片和设置在所述轮毂内的若干减重空腔，其特征在于，所述支撑结构包括：
2.如权利要求1所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，所述水平段为u形槽结构，且所述水平段的槽口贯通至所述支撑底座的底面。
3.如权利要求2所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，部分所述水平段伸出于所述支撑底座的侧表面。
4.如权利要求2所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，所述支撑底座包括主体部和环形阵列在所述主体部底部的若干镂空支撑部，所述镂空支撑部呈扇环形结构，相邻所述镂空支撑部之间配合形成有第一间隔槽。
5.如权利要求4所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于，所述镂空支撑部包括沿所述支撑底座径向排布的若干树状支撑件，于所述支撑底座的径向自外朝内，至少一个所述树状支撑件上设置有第二间隔槽，所述第二间隔槽的轴线与所述树状支撑件的轴线共线，且所述第二间隔槽的深度小于所述树状支撑件的高度。
6.如权利要求5所述的一种增材制造空心叶轮的支撑结构，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：何方，曹俊，蔡歆，李杜，孙明丰，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。