[发明专利]支撑结构件及螺旋管路的制造方法

说明书

本发明公开了一种支撑结构件及螺旋管路的制造方法，支撑结构件用于螺旋管路的选区激光熔化成形，支撑结构件包括实体支撑体和网格支撑体，实体支撑体设于螺旋管路的内侧且沿螺旋管路的轴向延伸，实体支撑体的外周具有螺旋环绕的螺旋支撑部，螺旋支撑部形成有螺旋槽，螺旋槽用于容纳螺旋管路；网格支撑体设于螺旋槽内，网格支撑体与螺旋管路一同成形，网格支撑体用于连接并支撑螺旋管路。本发明进行螺旋管路的选区激光熔化成形时，通过设置实体支撑体和网格支撑体为螺旋管路提供了足够的支撑强度，可以在轴向上拉住螺旋管路，有效的减小去支撑后螺旋管路在轴向的变形量，提高了螺旋管路的成品率。

技术领域

本发明涉及激光熔化成形技术领域，具体涉及一种支撑结构件及螺旋管路的制造方法。

背景技术

目前，小通道管路(管径的范围一般为1.5mmR5mm)广泛应用于多个领域，例如，应用到流体之间进行热交换的换热器上，在空调、冰箱、净化器等家用设备领域以及在石油、船舶、航空发动机燃油管路等工业领域起到换热作用。特殊情况下(如航空发动机结焦管路)，为测试小通道管路的换热性能，要求管路的长径比较大，为减小空间的占用，常将管路设计为螺旋形状，特殊情况下还会要求管路的流通横截面为异形(如椭圆、菱形)。对于小通道螺旋管路或普通的弯曲管路，常用拉拔工艺得到空心管路，再进行绕簧或折弯。不仅工艺复杂、生产效率低、生产成本高，并且会受到管材材料不均匀、拉拔力不稳定、游动芯头的稳定性不易控制、加工设备不稳定以及环境和润滑条件等各种不利的影响，导致得到的管路的内外径尺寸精度不高，成品率低，缠绕后的弹簧易产生变形开裂、尺寸难以控制等问题。

增材制造，又叫3D打印，是一种基于离散堆积原理，通过原料粉末的逐层叠加而实现零件成形的制造技术。选区激光熔化技术是增材制造技术的一种，该技术基于粉末床逐层铺粉及激光逐层扫描的方式来成形零件，具有非常高的成形自由度，几乎可成形具有任意复杂结构的零件，特别是具有复杂内腔结构的零件。对于异形截面的弹簧管路，无需设计专用工装，可直接进行打印，大大缩短生产周期和成本，且打印后零件的尺寸精度高，力学性能好。

使用选区激光熔化技术打印，尤其是复杂、悬臂等结构易变形零件，需要对初始模型添加支撑结构件构成打印模型，在进行成形步骤时，支撑结构件与零件同时成形，以保证成形过程中零件不产生变形。成形步骤结束后，需要将支撑结构件去除。现有技术中，支撑结构件的形式包括网格支撑以及实体支撑。由于螺旋管路相邻螺旋段的间距很小，支撑结构件添加后去除困难，且须控制螺旋管路自身特有的轴向弹性变形量，避免支撑结构件去除后产生较大的弹性变形。因此，需要提供一种针对螺旋管路的选区激光熔化成形的支撑结构件以及去除支撑结构件的方法，使支撑结构件易去除并保证螺旋管路的成形质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中采用激光熔化成形制造螺旋管路时，支撑结构件去除时容易使螺旋管路发生弹性变形的缺陷，提供一种支撑结构件及螺旋管路的制造方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供了一种支撑结构件，用于螺旋管路的选区激光熔化成形，所述支撑结构件包括实体支撑体和网格支撑体，所述实体支撑体设于所述螺旋管路的内侧且沿所述螺旋管路的轴向延伸，所述实体支撑体的外周具有螺旋环绕的螺旋支撑部，所述螺旋支撑部形成有螺旋槽，所述螺旋槽用于容纳所述螺旋管路；

所述网格支撑体设于所述螺旋槽内，所述网格支撑体与所述螺旋管路一同成形，所述网格支撑体用于连接并支撑所述螺旋管路。

在本方案中，进行螺旋管路的选区激光熔化成形时，通过设置实体支撑体和网格支撑体为螺旋管路提供了足够的支撑强度，可以在轴向上拉住螺旋管路，有效的减小去支撑后螺旋管路在轴向的变形量，提高了螺旋管路的成品率。

较佳地，所述螺旋支撑部的螺旋线参数与所述螺旋管路的螺旋线参数相同。