(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211179805.8 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 沈阳飞机 工业 （集团） 有限公司 地址 110034 辽宁省沈阳市皇姑区陵北街1 号 (72)发明人 刘艳梅　潘新　史吉鹏　张英伟　 关峰　赵兴旺　刘伟建　 (74)专利代理 机构 大连理工大 学专利中心 21200 专利代理师 李晓亮 (51)Int.Cl. B23K 26/082(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 带密集斜孔特征的异形格栅激光选区熔化 成形一体化制造方法 (57)摘要 本发明提出一种带密集斜孔特征的异形格 栅激光选区熔化成形一体化制造方法， 属于材料 加工制造技术领域。 本发明所述的方法解决了格 栅零件制造过程中出现成形精度低、 整体性差以 及成形材料受限等问题， 提高了零件的整体性以 及一致性。 本发明通过合理安排零件摆放状态， 保证零件各层受热面均匀， 减少零件制造过程占 地率； 优化设计支撑结构， 提升零件制造过程中 整体的稳定性； 精确控制扫描路径， 提升零件的 整体一致性。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115446450 A 2022.12.09 CN 115446450 A 1.一种带密集斜孔特征的异形格栅激光选区熔化成形一体化制造方法， 其特征在于， 该方法包括以下步骤： (1)依据待加工零件的外形轮廓， 确定零件的加工基面及质心位置 零件质心位置的确定是利用三维软件中的质心模块确定的， 则零件的加工基面S应通 过质心A， 且与零件三视图S1、 S2、 S3中投影外轮廓最大面平行； 选取加 工基面的最长边L作 为加工时的底部与基板贴合， 栅格孔中性层栅格边缘线在投影面上 的投影不得重叠； 同时 其质心A与质心A在基板的投影点A ’之间的连线A A’与零件加工基面的倾角 α 为 40°～80°； (2)设计确定各区域的支撑类型 所有支撑在零件的非气动面侧T， 有悬臂特征的且悬臂端点B与悬臂支点C连线与底板 夹角小于70 °时， 均需设计全型面支撑； 栅格处以栅格之间的隔断为基面设计支撑， 支撑的 截面选用边长为1～2mm的密集网格形式， 且在各网格拐角处形成设计连接面， 连接面壁厚 为1～2mm， 避免制造过程中， 支撑还未与零件连接前， 独立的支撑垂直生长导致的支撑坍 塌， 由于支撑在制造过程中还起到防变形的作用， 因此， 在零件最大投影面的两侧将网格状 支撑替换为拓扑 结构的杆状支撑； (3)确定激光扫描路径 激光扫描路径采用先内部再边缘的顺序进行， 内部扫描路径为点光源S型扫描， 光斑重 叠率o为25％～35％， 边缘扫描采用点光源描边扫描， 光源半径大于内部扫描时启始端与终 端的错位尺寸， 且同一层的激光扫描路径一致， 层与层之间的激光扫描方向应旋转角度θ， 随着零件制造过程的逐层升高， 后续各层应与上一层沿一个方向旋转相同的角度； (4)完成最终零件的制造 选用数据库中对应的工艺参数， 完成最终零件毛坯的制造， 并去 除支撑得到最终的零 件。 2.根据权利要求1所述的制造方法， 其特征在于， 所述拓扑结构的杆状支撑由垂直于基 板的主杆与向非气动面发散生长的枝状支杆组成， 主杆直径不小于8mm， 支杆直径不小于 3mm。 3.根据权利要求1或2所述的制造方法， 其特征在于， 所述步骤(3)中， 40 °<θ<80°且θ值 应不被360°整除。 4.根据权利要求1或2所述的制造方法， 其特征在于， 所述步骤(4)中， 功率为300～ 350W， 扫描速度为10 00～1500mm/s。 5.根据权利 要求3所述的制造方法， 其特征在于， 所述步骤(4)中， 功率为300～350W， 扫 描速度为10 00～1500mm/s。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115446450 A 2带密集斜孔特征的异 形格栅激光选区熔 化成形一体化制造 方法 技术领域 [0001]本发明属于材料加工制造技术领域， 涉及格栅零件的激光选区熔化成形制造方 法， 具体而言， 涉及一种带密集 斜孔特征的异形格栅激光选区熔化成形一体化制造方法。 背景技术 [0002]飞机格栅类零件作为飞机内部热量散失以及内外部气流交换的主要功能件， 其制 造精度直接影响飞机内部温度的散热率， 是机身内部电子元器件可以正常稳定运行的决定 性因素。 目前， 飞机格栅零件的传统加工制造工艺主要由两种， 一种是钣金切割成长桁后， 采用焊接工艺将各长桁制 造成纵横交错的的网格结构， 采用此方法制 造的格栅， 易产生变 形， 且涉及多条焊道的交错， 提升了焊道中残留焊接缺陷的风险， 降低了零件的整体性； 另 一种是通过钣金件成形蒙皮后， 采用激光切割或电火花制孔等工艺， 在钣金制件上完成格 栅孔的制造， 采用此方法受限于制孔工艺的可精确成形窗口， 只能成形简单孔的制造， 诸如 具有异形特征的复杂孔难以精确成形。 因此， 为了满足新一代飞机兼顾高气动、 高隐身特性 的要求， 亟 待开发一种针对异形孔特 征的格栅 零件的精确制造方法。 发明内容 [0003]本发明针对上述格栅零件制造过程中出现成形精度低、 整体性差以及成形材料受 限等问题， 提出一种 带密集斜孔特征 的异形格栅激光选区熔化成形一体化制 造方法。 本发 明利用激光选区熔化制 造技术柔性好、 待加工零件结构适应性强等特点， 依据待加工零件 的结构特点， 通过合理设计零件摆放角度、 支撑结构排布、 支撑类型以及激光扫描路径， 实 现一体化成形 带密集斜孔特征的异形格栅， 提高格栅 零件的制造精度及整体性。 [0004]本发明的技 术方案： [0005]带密集斜孔特征的异形格栅激光选区熔化成形一体化制造方法， 包括以下步骤： (1)依据待加 工零件的外形轮廓， 确定零件的加 工基面及质心位置； (2)结合支撑排布方式 及结构形式迭代优化确定零件摆放的空间状态， 分析零件选区熔化成形制造过程中的应力 场及可能的变形状态， 设计确定各区域的支撑类型； (3)确定激光扫描路径； (4)最后选用数 据库中对应的工艺 参数， 完成最终零件的制造 。 [0006]所述步骤(1)中， 零件质心位置的确定是利用三维软件中的质心模块确定的， 则零 件的加工基面S应通过质心A， 且与零件三视图S1、 S2、 S3中投影外轮廓最大面平行， 则零件 的摆放空间状态， 应满足零件倾斜放置时， 加工基面的最长边L为加工时的底部与基板贴 合， 栅格孔中性层栅格边缘线在投影面上 的投影不得重叠， 防止间距太小后续支撑制 造时 成为实体， 造成栅格孔的堵塞； 同时其质心A与质心A在基板的投影点A ’之间的连线AA ’与零 件加工基面的倾角 α 应为40 °～80°， 优选零件摆放倾角 α 越 大越有利于减小零件加工时所占 用的面积， 实现多件同时制造， 提高制造效率。 [0007]所述步骤(2)中， 支撑的排布方式应满足在零件所放空间位置状态时， 对零件起到说　明　书 1/3 页 3 CN 115446450 A 3