[发明专利]一种大型腔体的支撑结构、3D打印方法及制造方法

权利要求书

1.一种大型腔体的支撑结构，所述大型腔体的外壁设有凸台，所述凸台内设有与大型腔体内空腔连通的管路，所述大型腔体外设置有外部支撑结构，其特征在于，所述凸台沿管路的轴向向外延伸有环状的延伸部，所述延伸部的内圈直径向外逐渐变小，所述大型腔体内还设置有内部支撑结构，所述内部支撑结构包括管体，所述管体的下端贯穿管路并与延伸部的内圈末端连接，所述管体的上端连接有放射状结构体，所述放射状结构体朝上设置有与大型腔体的内壁连接的内腔块状支撑，所述放射状结构体和管体上布置有经纬交错的凹槽，所述凹槽将放射状结构体和管体分隔成若干片体，所述片体的最大三维尺寸小于内圈的最小内径。

2.根据权利要求1所述的大型腔体的支撑结构，其特征在于，所述内腔块状支撑的横截面为菱形、矩形、梯形、圆形或椭圆形，所述片体的横截面为菱形、方形、圆形、椭圆形、三角形、锯齿形、楔形或梯形，所述凹槽的截面为圆形、方形、三角形、梯形、锯齿形或楔形。

3.根据权利要求1或2所述的大型腔体的支撑结构，其特征在于，所述延伸部的厚度为1～20mm，所述延伸部的内圈直径比管路的直径小0.5～6mm。

4.根据权利要求3所述的大型腔体的支撑结构，其特征在于，所述管体的壁厚为0.5～2mm，所述管体的外壁与内圈末端的距离为0～6mm。

5.根据权利要求4所述的大型腔体的支撑结构，其特征在于，所述放射状结构体为喇叭口，所述喇叭口的顶部与大型腔体顶部内壁的最短距离不小于5mm，所述喇叭口的底部与大型腔体底部的最短距离不小于3mm，所述喇叭口的壁厚为0.4～3mm。

6.一种大型腔体的3D打印方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，在三维软件中建立大型腔体的零件模型，所述大型腔体包括圆筒和设置于圆筒两端的拱顶，所述大型腔体的侧面设有凸台，所述凸台内设有连通空腔的管路；

步骤S2，将大型腔体倾斜设置，设定其倾角为5～85°；

步骤S3，将位于大型腔体右侧面的一凸台的沿其内部的管路轴向向外延长1～20mm，构成一延伸部，设定延伸部的内圈直径逐渐缩小，设定其内圈直径比管路的直径缩小0.5～6mm；

步骤S4，沿延伸部的内圈轴向设置一管体，设定管体的壁厚为0.5～2mm，设定管体的外壁与延伸部的内圈末端直接连接或通过支撑连接件连接；

步骤S5，在管体的另一端设置一放射状结构体，所述放射状结构体的顶部与大型腔体的顶部内壁预留的最短距离不少于5mm；

步骤S6，在放射状结构体和管体上布置有经纬交错的凹槽，凹槽将放射状结构体及管体分隔成若干片体，设定片体的最大三维尺寸小于内圈末端内径；

步骤S7，将大型腔体的零件模型文件以.stl保存，将保存的.stl文件导入激光选区熔化工艺专业软件；

步骤S8，生长内腔块状支撑，调节支撑角度，设定大型腔体内圆切平面与水平方向夹角0～45°的区域为小角度区域，将小角度区域部位内腔块状支撑完全落入放射状结构体内；

步骤S9，对内腔块状支撑进行镂空处理；

步骤S10，生长大型腔体底部与基板之间的腔外底部支撑，生长延伸部及管体与基板之间的腔外凸台支撑；

步骤S11，切片处理；

步骤S12，将切片数据导入打印控制系统；

步骤S13，打印零件；

步骤S14，打印完成。

7.根据权利要求6所述的大型腔体的3D打印方法，其特征在于，在上述步骤S5中，该放射状结构设定为喇叭口，喇叭口的大口一侧正对大型腔体水平投影的小角度区域，设定喇叭口的顶部与大型腔体顶部最小距离不小于5mm，设定喇叭口的底部与大型腔体的底部最小距离不小于3mm，设定喇叭口的壁厚0.4～3mm。