一种用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置，属于增材制造技术领域。

背景技术：
近几年，增材制造技术（俗称3D打印）发展迅速，随着应用领域的不断扩大愈来愈受到各方的重视。随着国家各项利好政策的出台，增材制造也受到了资本的青睐，在可预见的未来里，增材制造领域势必迎来爆发式的增长。增材制造属先进的数字化制造技术，它可根据CAD模型快速的制造出具有复杂几何形状的零件。增材制造技术集CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果于一体，是未来先进制造技术的发展方向。增材制造技术种类繁多，在金属增材制造技术方面，选择性激光熔化技术(SLM：SelectedLaserMelting)是极具发展前景的金属零件增材制造技术，在打印过程中，激光束可以快速熔化金属粉末并获得连续的熔道，可以直接获得几乎任意形状、具有完全冶金结合、高精度的近乎致密金属零件。相比较其他金属增材制造方法如LENS、SLS、DLF、EBM等，SLM具有成形效率高、精度高、力学性能优良等优点。选择性激光熔化技术以激光为热源对粉末材料进行选择性激光熔化，是一种由离散点一层层堆积成三维实体的成型工艺。选择性激光熔化技术，在开始加工之前，先将充有惰性气氛（氩气或氮气）的工作室升温，并保持在粉末的熔点以下。成型时，送料筒上升，铺粉滚筒移动，先在工作平台上铺一层固定厚度粉末材料，然后激光束在计算机控制下按照截面轮廓对实心部分所在的粉末进行激光加工，使粉末溶化继而达到冶金结合形成一层固体轮廓。第一层烧结完成后，工作台下降设置的固定层厚的高度，再铺上一层粉末，进行下一层烧结，未利用的粉末经回收后可重新利用，如此循环，形成三维的原型零件。选择性激光熔化技术相比较传统制造方法，产品的制造周期缩短了三分之一，材料利用率可达100%。该技术可使用材料种类多，包括常用的304、316不锈钢、钛合金、钴铬合金、铝合金、镍基高温合金等，且选择性激光熔化技术所制得的零件相对致密度可达100%，力学性能优于铸件与锻件相当。选择性激光熔化技术尤其适合复杂结构的成型，成型件与基体分离后仅作简单的喷砂或抛磨处理即可使用。选择性激光熔化技术作为一种先进制造方式，与传统制造方式相比较有其诸多优点。但是作为一种新技术，在发展的过程中也难免遇到瓶颈。由于必须在金属基板上成型，零件成形后就面临着与基板分离的问题。传统的做法是在设计之初留有余量，成形后使用线切割将其从基板上切下。这种做法增加了零件制造的工作量，分离后要对零件进行精加工，分离后的金属基板要经过加工后抛磨才能重新使用。

技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用全新结构设计，在针对选择性激光熔化成形金属构件实现支撑的同时，能够有效实现金属构件与金属基板之间分离的用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置。本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型设计了一种用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置，置于金属基板上，用于支撑选择性激光熔化成形的金属构件，其特征在于：包括中间基板、至少三根上支撑件和至少三根下支撑件；其中，各根上支撑件的顶端为尖状，各根上支撑件的底端阵列分布、活动设置于中间基板的上表面上，各根上支撑件的顶端共同构成唯一平面，且该平面与中间基板所在平面相互平行；各根下支撑件的顶端为尖状，各根下支撑件的底端阵列分布、活动设置于中间基板的下表面上，各根下支撑件的顶端共同构成唯一平面，且该平面与中间基板所在平面相互平行。作为本实用新型的一种优选技术方案：所述各根上支撑件的高度彼此相等，所述各根下支撑件的高度彼此相等。作为本实用新型的一种优选技术方案：所述各根上支撑件为尺寸彼此相同的圆锥体，所述各根下支撑件为尺寸彼此相同的圆锥体。作为本实用新型的一种优选技术方案：所述中间基板为多孔镂空结构基板。本实用新型所述一种用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：（1）本实用新型所设计用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置，采用全新结构设计，在针对选择性激光熔化成形的金属构件实现支撑的同时，能够有效实现金属构件与金属基板之间分离，便于将成形的金属构件从金属基板上取下来，且能够保持金属构件的完整性，大大提高了选择性激光熔化成形金属构件获得的工作效率，并且由于上支撑件、下支撑件分别活动设置于中间基板的上表面上和下表面上，还可以根据实际金属构件的尺寸与重量，灵活各上支撑件、各下支撑件分别位于中间基板上表面上、下表面上的位置，即分别调整支撑件分别在中间基板上下表面上的密度，以便针对金属构件实现更加稳固的支撑；（2）本实用新型所设计用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置中，针对各根上支撑件，进一步设计采用尺寸彼此相同的圆锥体，以及针对各根下支撑件，进一步设计采用尺寸彼此相同的圆锥体，通过扩大支撑件与中间基板的接触面积，针对金属构件在金属基板上实现了更加稳固的支撑。（3）本实用新型所设计用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置中，针对中间基板，进一步设计采用多孔镂空结构基板，能够有效节约金属粉末。附图说明图1是本实用新型设计的用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置的结构示意图；图2是本实用新型设计用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置的应用示意图。其中，1.金属基板、2.金属构件、3.中间基板、4.上支撑件、5.下支撑件。具体实施方式下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。如图1所示，本实用新型所设计的一种用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置，置于金属基板1上，用于支撑选择性激光熔化成形的金属构件2，具体包括中间基板3、至少三根上支撑件4和至少三根下支撑件5；其中，各根上支撑件4的顶端为尖状，各根上支撑件4的底端阵列分布、活动设置于中间基板3的上表面上，各根上支撑件4的顶端共同构成唯一平面，且该平面与中间基板3所在平面相互平行；各根下支撑件5的顶端为尖状，各根下支撑件5的底端阵列分布、活动设置于中间基板3的下表面上，各根下支撑件5的顶端共同构成唯一平面，且该平面与中间基板3所在平面相互平行。上述技术方案所设计用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置，采用全新结构设计，在针对选择性激光熔化成形的金属构件2实现支撑的同时，能够有效实现金属构件2与金属基板1之间分离，便于将成形的金属构件2从金属基板1上取下来，且能够保持金属构件2的完整性，大大提高了选择性激光熔化成形金属构件获得的工作效率，并且由于上支撑件4、下支撑件5分别活动设置于中间基板3的上表面上和下表面上，还可以根据实际金属构件2的尺寸与重量，灵活各上支撑件4、各下支撑件5分别位于中间基板3上表面上、下表面上的位置，即分别调整支撑件分别在中间基板3上下表面上的密度，以便针对金属构件2实现更加稳固的支撑。基于上述设计用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置的技术方案基础之上，本实用新型还进一步设计了如下优选技术方案：针对各根上支撑件4，设计彼此高度相等，以及针对各根下支撑件5，设计彼此高度相等；基于此，针对各根上支撑件4，进一步设计采用尺寸彼此相同的圆锥体，以及针对各根下支撑件5，进一步设计采用尺寸彼此相同的圆锥体，通过扩大支撑件与中间基板3的接触面积，针对金属构件2在金属基板1上实现了更加稳固的支撑。除此之外，针对中间基板3，进一步设计采用多孔镂空结构基板，能够有效节约金属粉末。本实用新型所设计一种用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置，在实际应用过程当中，置于金属基板1上，用于支撑选择性激光熔化成形的金属构件2，具体包括中间基板3、至少三根上支撑件4和至少三根下支撑件5；其中，中间基板3为多孔镂空结构基板；各根上支撑件4为尺寸彼此相同的圆锥体，各根上支撑件4的顶端为尖状，各根上支撑件4的底端阵列分布、活动设置于中间基板3的上表面上，各根上支撑件4的顶端共同构成唯一平面，且该平面与中间基板3所在平面相互平行；各根下支撑件5为尺寸彼此相同的圆锥体，各根下支撑件5的顶端为尖状，各根下支撑件5的底端阵列分布、活动设置于中间基板3的下表面上，各根下支撑件5的顶端共同构成唯一平面，且该平面与中间基板3所在平面相互平行。如图2所示，实际应用中，首先根据金属构件2的尺寸和重量，分别调整好分别位于中间基板3上、下表面的各根上支撑件4、各根下支撑件5的位置，分别调整中间基板3上、下表面上支撑件的密度；然后，将所设计用于选择性激光熔化成形金属构件的支撑装置放置于金属基板1上，其中，中间基板3下表面上各根下支撑件5顶端与金属基板1的表面为点接触；然后将金属构件2设置于中间基板3上表面上各根上支撑件4的顶端，且各根上支撑件4的尖状顶端插入金属构件2的下表面，且各根上支撑件4尖状顶端插入金属构件2下表面的深度为0.1mm—0.2mm；当金属构件2成形结束后，使用尖嘴钳将各根上支撑件4尖状顶端与金属构件2下表面的接触位置剪断，即可将金属构件2取下来，并且保持了金属构件2外观的完整性。上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。