【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钛合金增材制造，尤其涉及一种激光选区熔化成形ta15钛合金舱段方法。
技术介绍
1、随着增材制造技术快速发展，越来越多产品通过增材制造成形。激光选区熔化成形(slm)技术得益于其高精度，在航空航天、汽车、医疗等领域应用广泛。
2、ta15钛合金作为一种近α型钛合金，具有较好的综合力学性能以及良好的焊接工艺性能，是激光增材制造技术应用较多的材料，已经广泛用于航空航天领域各种承力结构件。
3、随着航空航天领域对飞行速度及航程要求越来越高，轻量化成为重要的设计理念。舱段类结构作为重要的大型承载结构，对整体轻量化实现具有重要影响作用。激光选区熔化一体化成形舱段结构相比于传统铸造骨架+机械加工+焊接蒙皮而言，不但可以极大减少加工周期，而且优化筋条结构并成形更薄壁厚的蒙皮，实现舱段结构轻量化一体成形。
4、激光选区熔化成形的过程是激光按照特定轨迹逐层、逐道熔化粉末的过程，该过程会不断积累热应力，尤其是针对大尺寸薄壁零件，积累的热应力会导致零件在成形过程发生变形、开裂，严重影响产品交付；目前常用的大尺寸零件内部支撑结构通常由密集实体支撑与网格支撑组成，支撑材料较多，难以达到能支撑、易去除、防变形的目的，制约了大尺寸复杂舱段结构的增材制造。
5、另外，悬垂面区域在打印过程中极易因重力作用下拉而整体下垂，必须设置一定支撑来保证打印质量，现有的支撑方式虽然可以保证打印质量，但是支撑结构较难移除，给后处理增加了困难。
技术实现思路
1、鉴于上
2、本专利技术实施例提供了一种激光选区熔化成形ta15钛合金舱段方法，包括如下步骤：
3、s1、设计模型并设置实体支撑：根据待加工钛合金舱段的内型面结构特点，设计沿环向等间距分布的实体板状支撑组件，并与基板连接；在舱段外型面上无法自成形的悬垂面下方设计等间距分布的三角板群支撑结构；
4、s2、模型处理：将设置完实体支撑的舱段模型进行切片处理；
5、s3、激光选区熔化成形：将设计模型中添加完三角板群支撑结构与内型面实体板状支撑组件的的舱段当做完整的零件进行激光选区熔化成形操作，其中支撑结构的工艺参数与舱段本体相同；
6、s4、粉末清理：激光选区熔化成形完成以后，送入清粉设备中完成内腔粉末清理；
7、s5、线切割：将粉末清理后的舱段使用线切割将舱段从基板上分离开来，并将所有实体支撑通过线切割去除。
8、具体地，所述钛合金舱段包括舱段主体壁板和悬垂面，所述悬垂面位于舱段主体壁板的外型面。
9、进一步地，每组实体板状支撑组件包括1个腹板和均布在腹板上的3个翼板，每组实体板状支撑组件的截面形状为e字型；所述e字型开口朝向需要支撑的内型面，并且边缘与内型面贴合。
10、需要说明的是，每组实体板状支撑组件的高度为舱体高度的1/2～2/3；
11、所述每组实体板状支撑组件的翼板底部设有拱形通孔，所述拱形通孔的拱基与基板连接。
12、进一步地，所述悬垂面区域面角度与舱段外型面夹角大于等于45°。
13、具体地，步骤s1中所述三角板群支撑结构为均布的多个薄壁三角形实体板，所述三角形实体板为打印自成形结构；所述薄壁三角形实体板包括2个三角形主面，2个侧边以及1个斜边，所述2个侧边分别与悬垂面和舱体外型面贴合。
14、所述斜边与竖直方向夹角大于45°。
15、进一步地，所述薄壁三角形实体板沿悬垂面下平面方向长度与厚度比值为(35-50)：1。
16、示例性地，所述三角形实体板一个侧边连接悬垂面，一个侧边连接舱体外型面，经过阵列，形成间距1-2mm的三角板群。
17、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
18、1、本专利技术通过在舱段主体壁板内型面设置周期性沿环向等间距分布的实体板状支撑组件(如e字型)，三个立板通过一个横向立板连接成为一个整体后，加强了打印过程中的稳定性，避免了单个高度较大的支撑薄板成形阶段发生晃动而导致弹粉的发生进而造成打印失败。
19、2、本专利技术设计的e字型实体板状支撑组件作为一个整体，并且支撑组件与基板连接，实现更快的热传递，较好的控制了舱段打印成形过程中由于热应力累积造成的变形开裂，有效解决了大型薄壁结构激光选区熔化成形中开裂、变形问题。
20、3、本专利技术设计的e字型实体板状支撑组件沿舱体环向规律布置，可通过线切割进行自动化去除，显著提升了后处理效率。
21、4、本专利技术采用等间距分布的薄壁实体三角板群支撑结构对舱段悬垂面结构进行支撑，不容易发生变形的同时满足轻量化要求，优化薄壁三角形实体板沿悬垂面下平面方向长度与厚度比值为(35-50)：1，保障支撑效果的同时在后处理时较易去除，并解决了悬垂面结构激光选区熔化成形支撑材料过多、材料损耗严重问题。
22、5、本专利技术通过钛合金舱段上半部分内腔结构设置的加强肋板以及钛合金舱段下半部分周期分布的实体板状支撑组件的协同作用，实现控制舱段整体型面精度≤±1mm，其中80％区域的型面精度达到≤±0.6mm。
23、本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
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1.一种激光选区熔化成形TA15钛合金舱段方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钛合金舱段包括舱段主体壁板和悬垂面，所述悬垂面位于舱段主体壁板的外型面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每组实体板状支撑组件包括1个腹板和均布在腹板上的3个翼板，每组实体板状支撑组件的截面形状为E字型；所述E字型开口朝向需要支撑的舱段主体壁板内型面，并且边缘与内型面贴合。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每组实体板状支撑组件的高度为舱体高度的1/2～2/3。
5.根据权利要求根据权利要求3所述的防变形方法，其特征在于，所述每组实体板状支撑组件的翼板底部设有拱形通孔，所述拱形通孔的拱基与基板连接。
6.根据权利要求根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述悬垂面区域包括悬垂面上平面、悬垂面下平面和悬垂面侧表面，所述悬垂面上平面与舱段外型面夹角≥45°。
7.根据权利要求根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中所述三角板群支撑结构为均布的多个薄壁三角形实体板，所述
8.根据权利要求根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述薄壁三角形实体板斜边与竖直方向夹角大于45°。
9.根据权利要求根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述薄壁三角形实体板沿悬垂面下平面方向长度与厚度比值为(35-50)：1。
10.根据权利要求根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述三角形实体板一个侧边连接悬垂面，一个侧边连接舱体外型面，经过阵列，形成间距1-2mm的三角板群。
...【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化成形ta15钛合金舱段方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钛合金舱段包括舱段主体壁板和悬垂面，所述悬垂面位于舱段主体壁板的外型面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每组实体板状支撑组件包括1个腹板和均布在腹板上的3个翼板，每组实体板状支撑组件的截面形状为e字型；所述e字型开口朝向需要支撑的舱段主体壁板内型面，并且边缘与内型面贴合。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，每组实体板状支撑组件的高度为舱体高度的1/2～2/3。
5.根据权利要求根据权利要求3所述的防变形方法，其特征在于，所述每组实体板状支撑组件的翼板底部设有拱形通孔，所述拱形通孔的拱基与基板连接。
6.根据权利要求根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述悬垂面区域包括悬...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏振河，焦世坤，熊亮同，李欢，李志勇，陈子昂，高善柱，钱远宏，刘煜，张庆乐，陈润平，邵盈凯，宋超群，崔朝兴，崔照雯，刘莹莹，陈荣，吉付兴，李相威，郭素彤，刘浩博，宋国华，张玮，
申请(专利权)人：航天增材科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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