[发明专利]舱体构件镂空晶胞结构及其制造方法

说明书

本发明提供了一种舱体构件镂空晶胞结构，包括外壳、镂空晶胞骨架，所述外壳为封闭的腔体结构，外壳的相对的两端面分别设有漏粉孔，所述镂空晶胞骨架外形与外壳的空腔相同，镂空晶胞骨架的外表面与外壳一体连接，镂空晶胞骨架由数个微小密集的镂空晶胞元组成。采用本发明，通过数个微小密集的镂空晶胞元组成镂空晶胞骨架，骨架与外壳的连接结点之间仅有微小间隔，使得骨架与外壳之间的作用力均匀，产品不易损坏；各向力学性能一致，通用性好；另外，微小密集的镂空晶胞大大减小了零件重量，与实体组焊骨架的零件相比，外壳厚度、骨架重量、受力均匀性均明显提高。

技术领域

本发明涉及舱体设计制造技术领域，具体涉及一种舱体构件镂空 晶胞结构及其制造方法。

背景技术

在汽车、航天、航空工业的舱体设计制造中，随着节能减排的要 求日益严苛，对舱体轻量化要求也越来越高，单独采用镁合金材料生 产零件的措施，已经不能满足轻量化要求。因此，还需要在结构上对 产品进行轻量化设计。传统的轻量化设计方法是对结构件表面进行减 薄，内部采用骨架支撑，以达到轻量化的目的。此类零件多采用铸造 的方式生产，但在制造镁合金零件时，不仅铸造模型复杂，铸造薄壁 零件的成品率低，而且，当零件表面过薄时，骨架对零件的作用力不 均匀，易产生集中受力，会影响零件强度。因此，零件的强度、重量 性能无法兼顾。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种舱体构件镂空晶胞结构 及其制造方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供了一种舱体构件镂空晶胞结构，包括外壳、镂空晶胞 骨架，所述外壳为封闭的腔体结构，外壳的相对的两端面分别设有漏 粉孔，所述镂空晶胞骨架外形与外壳的空腔相同，镂空晶胞骨架的外 表面与外壳一体连接，镂空晶胞骨架由数个微小密集的镂空晶胞元组 成。

所述镂空晶胞元为包括四棱锥形单元体，四棱锥形单元体的棱边 为连接杆，连接杆两端各连接一个结点，四棱锥形单元体的其余部分 镂空，相邻四棱锥形单元体的三角形侧面相互重合形成体心立方结 构。

所述镂空晶胞元之间通过体心立方结构的侧面相互重合，形成三 维立体网架结构。

所述体心立方结构的边长为4～8mm。

所述连接杆的直径占四棱锥形单元体底面边长的1/10～1/6。

所述漏粉孔的直径为8～14mm，漏粉孔在外壳的相对的两端面相 互错开。

所述漏粉孔边缘与外壳的内壁接触。

所述外壳上还设有安装部，安装部对应部分的外壳厚度为镂空晶 胞元的1.5～2倍，其余部分外壳厚度为镂空晶胞元的0.8～1.2倍。

本发明还提供了上述舱体构件镂空晶胞结构的制造方法，包括如 下步骤：

a、在三维绘图软件中分别绘制成外壳和芯部，转换为外壳STL 格式文件与芯部STL格式文件并导出；

b、将上一步骤得到的芯部STL格式文件导入3D打印专用前处理 软件MaterialiseMagics中，进行结构设置，选择无外壳模式，再选择 晶胞类型，然后选择好结构尺寸，软件自动生成晶胞；

c、将外壳STL格式文件导入Materialise Magics中，将晶胞芯部与 舱体外壳合并成为一个零件；

d、将上一步骤得到的零件导入到商用3D打印设备中进行打印， 得到一次整体成形的舱体构件镂空晶胞结构。

本发明的有益效果在于：