[发明专利]多孔质气悬浮轴承金属瓦的3D打印制备方法

权利要求书

1.一种多孔质气悬浮轴承金属瓦3D打印制备方法，其特征在于操作步骤如下：

步骤一、多孔质气悬浮轴承径向轴瓦和轴向推力瓦的建模：

依据气体轴承的一维毛细管理论，确定多孔质气悬浮轴承的径向轴瓦和轴向推力瓦的气孔率，计算毛细管内径d_i与气孔数N_i，利用三维建模软件建立径向轴瓦和轴向推力瓦的多孔质层结构模型，获得用于3D打印的数字化三维模型；

步骤二、3D打印：

根据设计的使用要求选择耐腐蚀的不锈钢粉末进行3D打印；

步骤三、径向轴瓦和轴向推力瓦模型的薄层打印与叠加：

计算机根据切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，依据打印路径逐层铺粉并进行电子束热源扫描；3D打印机的打印头将固态的球状不锈钢粉末逐层烧结，厚度为不锈钢粉末粒度的两倍；打印头烧结完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉，控制激光束再扫描烧结新层，逐渐形成径向轴瓦和轴向推力瓦的实体构件；

步骤四、3D打印构件后处理

3D打印完成实体构件后，其表面还达不到在气悬浮轴承中实际应用的精度要求，通过对表面的切削加工以达到满足工程实际的表面精度要求，并将构件进行热处理以消除残余应力并防止开裂或变形。

2.根据权利要求1所述的一种多孔质气悬浮轴承金属瓦3D打印制备方法，其特征在于：所述多孔质气悬浮轴承金属径向轴瓦和轴向推力瓦采用金属多孔质材料，其内部多孔质层采用一维毛细管模型，径向轴瓦和轴向推力瓦的多孔质层采用N_i个细长的直径为d_i=0.3-0.5mm的多孔毛细管按同一方向紧密地排列而成，N_i根据毛细管的直径及气孔率确定，气体在其间流动，流动方向与轴承支承的轴和推力盘表面相垂直，从而在其间隙中形成一层气体压力膜。

3.根据权利要求1所述的一种多孔质气体悬浮轴承金属瓦3D打印制备方法，其特征在于：所采用的3D打印材料为耐腐蚀、高强度的不锈钢材料。