[发明专利]航空发动机部件的增材制造方法和可读存储介质

说明书

本公开涉及一种航空发动机部件的增材制造方法和可读存储介质，其中，该方法包括：步骤S1：对待制造的零件进行建模，且设计至少一根与零件高度相当的圆棒以作为随炉试棒，获得三维CAD模型；步骤S2：将三维CAD模型放置于基板上，通过规划的扫描路径逐层烧结粉末获得零件的实体。通过设计至少一根与零件高度相当的圆棒，后续截取多个高度的试棒，可检测不同高度、不同时刻的打印材料性能，更好地掌握整个零件的打印质量情况。

技术领域

本公开涉及制造加工技术领域，尤其涉及一种航空发动机部件的增材制造方法和可读存储介质。

背景技术

现代涡扇航空发动机正朝着大涵道比、大推力、低油耗、低噪声、高安全性、高可靠性等方向不断发展。为了增大发动机涵道比，需要采用更大尺寸的风扇叶片，使得发动机风扇段的重量占发动机总重量的比重不断提升。增材制造技术的发展，使得大尺寸风扇叶片结构不再受到传统加工工艺约束的限制，有了更加广阔的设计空间，可以设计出更轻质的风扇叶片。

增材制造(Additive Manufacturing，简称AM)技术是以数字模型为基础，通过激光熔化/快速凝固逐层沉积获得零件实体的新兴制造技术。与传统加工方式相比，增材制造提高了材料利用率，节约直接成本，生产过程更为灵活，对产品形状限制较少，机械性能可与传统加工工艺相媲美，为复杂结构零件的加工提供了可能。

选择性激光熔化是金属增材制造的一种主要技术途径，由激光作为能量源，按照三维CAD切片模型中规划好的路径在金属粉末床进行逐层扫描烧结，获得金属构件，具有可成形复杂几何形状，精度高，表面质量好，实现复杂结构一体化成形，提升设计自由度，实现减重和提高可靠性，降低复杂结构零件制造成本等优点，可直接制造出高性能金属零件，适合用于轻质风扇叶片的成型制造。

航空发动机风扇叶片为大型薄壁异形复杂结构，而大型薄壁异形复杂结构金属构件是增材制造技术目前的一个难点，存在成型困难、变形难控制、耗粉率高等技术难题。一件零件的增材制造工序通常包含模型添加支撑、扫描烧结、热处理、去除基板支撑等步骤，去除基板支撑后的零件一般不再进行处理，因此零件形状依赖于3D打印成型效果，变形较大，一般不适用于工程应用。工艺支撑的添加有助于控制3D打印成型时零件的变形，但移除支撑结构操作复杂、价格昂贵、极其耗费时间，与3D打印缩短加工周期、零件自由制造的优点相矛盾，而且额外的支撑也可能增加零件成型过程中开裂的可能性。

发明内容

经发明人研究发现，相关技术中存在不易控制部件变形的问题。

有鉴于此，本公开实施例提供一种航空发动机部件的增材制造方法和可读存储介质，使得零件顺利成型加工，并且在一定程度上控制部件的变形，满足设计要求。

本公开的一些实施例提供了一种航空发动机部件的增材制造方法，包括：

步骤S1：对待制造的零件进行建模，且设计至少一根与零件高度相当的圆棒以作为随炉试棒，获得三维CAD模型；

步骤S2：将三维CAD模型放置于基板上，通过规划的扫描路径逐层烧结粉末获得零件的实体。

在一些实施例中，步骤S1还包括：对三维CAD模型中与水平面夹角小于预设角度α的悬垂结构面设计支撑随炉试棒，以进行工艺支撑。

在一些实施例中，支撑随炉试棒包括实心试棒和蜂窝结构，实心试棒的两端通过蜂窝结构与悬垂结构面支撑连接。

在一些实施例中，步骤S2还包括：根据三维CAD模型设计随形粉床，利用随形粉床进行逐层烧结粉末。

在一些实施例中，随形粉床与零件的横向间距H为10mm～30mm。

在一些实施例中，还包括：

步骤S3：将零件和基板一同进行热处理。

在一些实施例中，还包括：