[发明专利]一种用于选择性激光熔化成形的支撑结构及其生成方法

说明书

本发明一种用于选择性激光熔化成形的支撑结构及其生成方法，结构简单，在生产过程中，降低了原材料的损耗，提高了打印效率，降低了后处理难度。支撑结构包括若干个在同一平面上呈阵列布置的支撑单元；每个支撑单元包括若干个支撑单体，支撑单体为水平方向设置的空管结构，以空管的长度方向为X方向，若干个支撑单体在Y方向和Z方向上均呈阵列设置，相邻支撑单元通过空管管壁相互连接形成支撑单元，空管形成支撑单元的侧向出粉通道。本发明所述的生成方法，利用三维制图软件形成横截面结构，并根据需求对支撑进行阵列和布置，满足使用需求，并且能够与零件数据一同输出完成同步成型；并且在设置生成时，直接对支撑单元进行加强保证了其支撑效果。

技术领域

本发明涉及选择性激光熔化成形技术中的支撑，具体为一种用于选择性激光熔化成形的支撑结构及其生成方法。

背景技术

选择性激光熔化成形技术是一种快速的增材制造成形技术，采用激光热源，铺粉后逐层堆积，快速实现高复杂性零件的近净成形。基于其逐层堆积的成形方法需要在其悬空的面、棱、点及无法自支撑成形的特征添加网格支撑，以保证零件顺利成形，同时达到其要求的表面粗糙度及尺寸精度。

现有的网格支撑如图1和图2所示，为支撑添加软件中自带的网格支撑形式，为竖向网格，只可调整网格单个网格单元的大小及网格单元的间距。其与零件同时成型，上下或与零件连接，或与基板连接，成形结束后，网格内的粉末无法清除，造成材料浪费，成本增加，热处理过后，粉末与网格支撑熔为一体，增加了后处理的难度。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于选择性激光熔化成形的支撑结构及其生成方法，结构简单有效，在生产过程中，降低了原材料的损耗，提高了打印效率，降低了后处理难度。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于选择性激光熔化成形的支撑结构，包括若干个在同一平面上呈阵列布置的支撑单元；每个支撑单元包括若干个支撑单体，支撑单体为水平方向设置的空管结构，以空管的长度方向为X方向，若干个支撑单体在Y方向和Z方向上均呈阵列设置，相邻支撑单元通过空管管壁相互连接形成支撑单元，空管形成支撑单元的侧向出粉通道。

优选的，支撑单体的横截面呈能够密布的图形，支撑单体在Y方向和Z方向上阵列后形成该图形的密铺，则组成支撑单元；支撑单元中的侧向出粉通道全部为空管。

优选的，支撑单体的横截面呈不能够密布的图形，支撑单体在Y方向和Z方向上阵列后形成支撑单元，支撑单元中的侧向出粉通道包括空管和相邻空管之间形成的水平通道。

优选的，相邻支撑单元之间均设置有漏粉间隙。

进一步的，支撑结构最外圈的支撑单元边界之间的漏粉间隙处，设置连接相邻支撑单元的支撑连接片。

进一步的，所述的水平方向设置的空管结构呈折线形设置。

一种用于选择性激光熔化成形的支撑结构的生成方法，包括如下步骤，

步骤1，在三维制图软件导入需添加支撑零件，确定零件的摆放及需添加支撑的投影面积；

步骤2，在零件需要添加支撑的区域，通过绘制生成支撑单元的一个支撑单体的截面结构，在X方向上扫描截面结构形成空管，在Y方向和Z方向上阵列支撑单体形成支撑单元，将支撑单元在X方向和Y方向上阵列，形成支撑结构；

步骤3，在零件成型的同时，根据步骤2得到的支撑结构与零件一体成型，零件成型后完成对零件的支撑，并将支撑结构中的粉末从出粉通道中倒出后，再进行后续处理。

优选的，步骤2中，形成支撑单元后，通过裁剪修支撑单元的边界，并对支撑结构最外圈的支撑单元边界添加支撑连接片，用于支撑单元的支撑加强。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：