[发明专利]一种用于高温合金仿生结构3D打印的成形方法

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，提供一种用于高温合金仿生结构3D打印的成形方法，旨在解决现有的3D打印技术无法实现航空航天发动机核心部件的高效散热自生长式散热结构制造的问题，一种用于高温合金仿生结构3D打印的成形方法，所述成形方法包括如下步骤：S1、确定3D打印零件摆放角度，按照确定的摆放角度进行仿真模拟；S2、确定支撑添加部位；S3、于支撑添加部位进行支撑结构添加，形成打印模型；S4、使用成形参数进行切片剖分，形成打印程序并导入3D打印机中；S5、3D打印机启动，铺粉进行打印。本发明尤其适用于高效散热自生长式散热结构的一体化制造，具有较高的社会使用价值和应用前景。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种用于高温合金仿生结构3D打印的成形方法。

背景技术

SLM（selective laser melting选择性激光熔化），是金属材料增材制造中的一种主要技术途径。该技术选用激光作为能量源，按照三维CAD切片模型中规划好的路径在金属高温合金粉末床层进行逐层扫描，扫描过的金属高温合金粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果，最终获得模型所设计的金属零件。

航空航天发动机核心部件均在高温条件下服役，部件的散热设计尤为重要，已设计的一种高效散热自生长式散热结构，可贴合热量传递的路径，有效的进行热量传导，但该结构复杂特殊，尺寸精细，局部特征仅为0.1mm，常规制造难度大、周期长，而3D打印无疑是最适合复杂结构成形的制造方法。

但是现有的3D打印技术无法实现该结构的精细化制造，只能更改结构设计，降低散热效率和研发指标来迎合现有3D打印技术。为此，我们提出了一种用于高温合金仿生结构3D打印的成形方法。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于高温合金仿生结构3D打印的成形方法，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决现有的3D打印技术无法实现航空航天发动机核心部件的高效散热自生长式散热结构制造的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种用于高温合金仿生结构3D打印的成形方法，所述成形方法包括如下步骤：

S1、确定3D打印零件摆放角度，按照确定的摆放角度使用仿真软件进行仿真模拟；

S2、根据仿真模拟结果确定支撑添加部位，支撑添加部位的判定依据如式1所示，满足式1即判定为该部位需要进行支撑添加；

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式中：-Mises等效应力；R -3D打印过程中，该温度下的材料三点弯强度；

S3、于支撑添加部位进行支撑结构添加，形成打印模型；

S4、使用成形参数进行切片剖分，形成打印程序并导入3D打印机中；

S5、3D打印机装填高温合金粉末、安装柔性刮刀后启动，打印机铺粉进行打印。

优选的，所述步骤S4中，成形切片的厚度为0.015~0.03mm。

优选的，所述步骤S5中，高温合金粉末原材料的粒径大小为10~55μm。

优选的，所述步骤S5中，柔性刮刀的材质为耐磨塑性材料。

本发明还提供一种用于高温合金仿生结构3D打印的支撑形式，所述3D打印支撑形式为，于支撑添加部位使用空心棒状支撑结构。

优选的，所述空心棒状支撑结构外径Φ为0.6mm~0.8mm，壁厚为0.08mm~0.11mm。

优选的，所述支撑添加部位为使用仿真软件进行仿真模拟得到的应力集中区域。