[发明专利]减小激光增材制造过程热输入的底板

说明书

本发明公开了一种减小激光增材制造过程热输入的底板，包括基板、设置于基板上的空心柱体、连接空心柱体与基板之间用于加固空心柱体的梗腋；所述基板上设置有用于使液体进入所述基板和空心柱体的通孔。本发明将常规的方形厚板用薄板代替作为增材制造的基板，在基板上的空心柱体上激光增材制造，不仅增加散热，减小对增材的热输入，而且改善激光增材制造过程中对基板应力集中的分布情况，减少变形。

技术领域

本发明涉及一种激光增材制造的底板，尤其涉及一种减小激光增材制造过程热输入的底板。

背景技术

制造业的绿色化趋势向环保化或绿色化方向发展，成为制造业在21世纪的必由之路。环保化制造或绿色化制造是综合考虑环境影响和制造效率的现代制造模式，也是目前所倡导的循环经济的一个方面。随着我国科学技术的不断发展与进步，具有直接、快速、绿色、柔性、数字化、智能化特点的增材制造技术逐渐引起相关领域人员的重视。这不仅有效避免了能源浪费以及环境污染，而且与我国坚持推进资源、环境和社会可持续发展的理念相同。

增材制造技术是指基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系。本文指的一种利用逐层熔覆原理，采用熔化极惰性气体保护焊接（MIG）、钨极惰性气体保护焊接（TIG）以及等离子体焊接电源（PA）等焊机产生的电弧或者激光等高能束为热源，通过丝材或粉材的添加，在程序的控制下，根据三维数字模型由线-面-体逐渐成形出金属零件的先进数字化制造技术。它不仅具有沉积效率高；材料利用率高；整体制造周期短、成本低；对零件尺寸限制少；易于修复零件等优点，还具有原位复合制造以及成形大尺寸零件的能力。较传统的铸造、锻造技术和其它增材制造技术具有一定先进性，与铸造、锻造工艺相比，它无需模具，整体制造周期短，柔性化程度高，能够实现数字化、智能化和并行化制造，对设计的响应快，特别适合于小批量、多品种产品的制造。

但是增材制造技术依然存在一定问题，增材制造技术的加工精度不够高需要熔覆多道进行补救，所以在制作工件时，热输入过大很容易造成工件的应力集中，严重影响工件的质量，不利于工件的正常使用。而研究表明，影响工程机械装备服役寿命的因素众多，应力是其关键因素之一，内部存在的应力集中很有可能会导致工件本身出现裂纹。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种减小激光增材制造过程热输入的底板，该底板不仅能够发挥常规的支撑作用，而且能够改善底板的应力集中、减小增材制造过程中对于工件的热输入，避免对于工件质量的影响。

技术方案：本发明的减小激光增材制造过程热输入的底板，包括基板、设置于基板上方的空心柱体、连接基板与空心柱体之间用于加固空心柱体的梗腋，所述基板上设置有用于使液体进入所述基板和筒体的通孔。

优选地，所述通孔横向贯穿基板的第一通孔，竖向贯通第一通孔、空心柱体的第三通孔。

优选地，所述第一通孔、第三通孔的半径不大于基板高度的1/10，不小于基板高度的1/15；所述第一通孔的圆心到基板底面之间的距离不大于基板高度的3/4，不小于基板高度的1/4。

优选地，所述第三通孔面积之和不大于空心柱体内侧面积的25%。

优选地，所述空心柱体的四周设置有向基板延伸的多道梗腋。

优选地，沿所述梗腋横向贯穿设置有第二通孔。

优选地，所述第二通孔半径不大于所述空心柱体高度的1/12，不小于空心柱体高度的1/16，所述第二通孔圆心到基板上表面距离不大于空心柱体高度的1/2，不小于柱空心柱体高度的1/3。

优选地，所述空心柱体的横截面形状与所述增材成形的结构横截面形状相同，所述空心柱体的内外壁之间壁厚大于同位置增材成型结构的内外壁之间壁厚至少30mm。