[发明专利]3D打印轻量化后埋件以及后埋方法

说明书

本发明实施例公开了一种3D打印轻量化后埋件以及后埋方法。其中，后埋件包括：同轴连接的耳片和壳体；所述耳片设有中心孔；所述壳体的中心设有连接通道；所述中心孔与所述连接通道相贯通；所述壳体与所述耳片的直径之比为[0.70，0.95]。本发明实现了后埋件承载能力的提升以及结构轻量化。

技术领域

本发明涉及卫星结构领域，尤其涉及一种3D打印轻量化后埋件以及后埋方法。

背景技术

为了实现结构轻量化，现役卫星一般采用蜂窝夹层板进行结构设计，蜂窝夹层板由上、下面板和中间的蜂窝芯子组成，面板与芯子之间通过粘接剂粘剂粘接在一起。

蜂窝夹层板具有优异的抗弯力学性能，起到承载星上设备的作用。为了实现结构与结构或者结构与设备之间的连接，需要在蜂窝夹层板中埋入一个零件，通过零件中的孔或螺孔，采用螺钉把蜂窝板与其他结构件相连接，这个零件称为埋件。根据埋件在蜂窝板内的安装工艺不同，可分为预埋件和后埋件。

预埋件是在蜂窝夹层板高温固化成形前，通过粘接剂与芯子粘接，并与面板直接粘接、共同高温固化，具有重量轻的优点，但需要在卫星设备布局设计完成后，才能进行结构制造，导致卫星结构设计与制造串行，因此卫星结构研制周期长。

后埋件是在卫星结构板固化后，根据具体连接位置需要，将后埋件埋进蜂窝板，不再需要高温固化，结构设计与结构制造并行，可以大幅缩短航天器结构研制周期。但是，与预埋件相比，后埋件一般存在承载性能差和重量重的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种3D打印轻量化后埋件以及后埋方法，至少部分的解决现有技术中后埋件存在的问题。

第一方面，本发明提供了一种3D打印轻量化后埋件，该后埋件包括：同轴连接的耳片和壳体；所述耳片设有中心孔；所述壳体的中心设有连接通道；所述中心孔与所述连接通道相贯通；所述壳体与所述耳片的直径之比为[0.70，0.95]。

优选地，上述后埋件还包括：设置于所述壳体的支撑体。

优选地，所述壳体为圆柱壳或波纹柱壳。

优选地，上述后埋件中，所述支撑体包括安装于所述壳体内的肋板组件；所述肋板组件包括多个呈十字交叉方式的肋板。

优选地，上述后埋件中，所述支撑体还包括填充在所述壳体内的三维点阵；所述三维点阵包括多个点阵胞元；所述每一点阵胞元为体心立方结构，该体心立方体结构由立方体空间的体心与八个顶点之间的八根连接杆件组成。

优选地，上述后埋件中，还包括金属螺套；所述金属螺套安装于所述连接通道内。

优选地，上述后埋件中，所述后埋件选用的材料为AlSi10Mg铝合金。

优选地，上述后埋件中，所述耳片还设置有清粉孔；所述清粉孔用于清除激光选区熔化成形后的粉末。

优选地，上述后埋件中，所述耳片还设置有填粘结剂孔；所述填粘结剂孔用于填充粘结剂。

本发明后埋件包括同轴连接的耳片和壳体，耳片设有中心孔；壳体的中心设有连接通道；中心孔与所述连接通道相贯通；壳体与所述耳片的直径之比为[0.70，0.95]。本发明是面向3D打印制造技术的一体化结构，通过结构构型和尺寸上的创新设计，实现优异的承载性能和轻量化性能。具体来说，由于壳体与所述耳片的直径之比为[0.70，0.95]，也就是说，壳体的直径相对于传统后埋件增大，因此，壳体的表面积远大于传统后埋件的表面积，所以其与粘接剂之间的结合力更强。通过增加粘接剂填充区域直径，从而实现后埋件承载能力的提升。并且，对于相同厚度的结构板，由于埋件的承载能力主要取决于填充粘接剂区域的外径，传统埋件体积小，因此粘接剂填充区域大，而本发明后埋件的体积大，只需要更小体积的粘接剂，就能实现更大外径的填充区域，因此降低了粘接剂填充体积，从而提高结构轻量化性能。