[发明专利]支撑结构及其成形方法、装置、存储介质

说明书

本发明涉及一种用于激光熔化沉积成形的支撑结构及其成形方法、装置以及存储介质，其中，所述成形方法包括步骤a.输送成形粉末形成第一层；步骤b.第一功率的激光作用于所述第一层的成形粉末至该第一层的成形粉末处于半熔融；步骤c.输送成形粉末形成第二层，在所述第二层的成形粉末位于半熔融的所述第一层成形粉末的熔池凝固成形；步骤d.输送粘结剂结合所述第一层以及第二层，形成支撑单元。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，尤其涉及一种用于激光熔化沉积成形的支撑结构及其成形方法、装置以及存储介质。

背景技术

增材制造(Additive Manufacturing，AM)是一种基于离散堆积原理，逐层熔化原材料而实现零件成形的制造技术。其中，激光熔化沉积成形(Laser Melting Deposition，LMD)：利用高能量激光束将与光束同轴喷射或侧向喷射的金属粉末直接熔化为液态，通过运动控制，将熔化后的液态金属按照预定的轨迹堆积凝固成形，获得从尺寸或形状上非常接近于最终零件的“近形”(near-net-shape)成形件。

现有的增材制造技术下，为确保打印对象能够按照既定的设计完整地打印出来，在成形过程中还不能够摆脱支撑结构。在重力作用下，当成形件因支撑面太小无法保持自身的平衡时，支撑结构就必须添加以抵消自身重力减小变形；在增材制造技术中存在“45度角”原则，根据重力原理，当制件的某个面与垂直线的角度大于45度且悬空时，就有可能发生坍塌，即当制件的某个面与垂直线的角度大于45度且悬空时为悬空面，悬空面需要支撑。而LMD的成形原理是，将材料加热熔化后以微小熔池快速移动一层一层的堆积成形，这种成形原理本身就要求上层结构需要有下层结构的支撑，虽然成形过程中材料经熔化后会出现一定的粘附性，但是，材料也可能在没有完全固化之前，因自身的重力而产生变形坍塌，导致打印过程的失败。所以，在现有技术条件下，需要在成形过程中为成形件添加支撑结构辅助成形。

目前有很多优化支撑结构的相关报道，支撑结构经优化后，能在节约材料的基础上提高支撑结构的强度，但并未避免后续去除支撑的难度。尤其当添加支撑的部位为内部腔体或流道等无法加工的部位时，此时若采用一般添加支撑的方法，支撑结构将留在内部空腔里面，导致支撑结构无法去除。

现有技术中也有采用非金属材料粘结剂与金属粉末进行混合成形作为支撑结构，后续采用化学或高温加热的方法进行去除，但这种方法会带来金属基体与支撑结构界面结合不良的问题，甚至导致成形失败。

并且现有技术中仅有激光选区熔化(Selective Laser Melting，SLM)成形工艺实现支撑结构的添加，而激光熔化沉积成形工艺很难添加支撑结构，限制了激光熔化沉积成形工艺在复杂结构件上的应用。

因此，本领域需要一种激光熔化沉积成形方法、装置、存储介质以及支撑结构，以实现在激光熔化沉积成形添加稳定可靠、易于去除支撑结构。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种支撑结构的成形方法。

本发明的又一个目的在于提供一种激光熔化沉积成形方法。

本发明的另一个目的在于提供一种激光熔化沉积成形装置。

本发明的再一个目的在于提供一种计算机可读存储介质。

本发明的又一个目的在于提供一种支撑结构。

根据本发明的一个方面的一种支撑结构的成形方法，用于激光沉积成形，包括：步骤a.输送成形粉末形成第一层；步骤b.第一功率的激光作用于所述第一层的成形粉末至该第一层的成形粉末处于半熔融；步骤c.输送成形粉末形成第二层，在所述第二层的成形粉末位于半熔融的所述第一层成形粉末的熔池凝固成形；步骤d.输送粘结剂结合所述第一层以及第二层，形成支撑单元。

在一个或多个实施例中，重复以上所述步骤a、步骤b以及步骤c，形成叠加的多个所述支撑单元，构成所述支撑结构。