内流道零件的制造工艺方法及系统与流程

    专利查询2026-02-22  15


    本发明涉及金属增材制造,具体地,涉及一种流道零件的制造工艺方法及系统,特别的,涉及一种复内流道零件的制造工艺方法及系统。


    背景技术:

    1、随着航空航天领域轻量化需求的提高,结构复杂化趋势明显,传统制造工艺在复杂结构工艺的局限性愈发突出。复杂内流道零件通常采用机加工与焊接等传统工艺分步制造结合,制造工艺繁琐、周期长。此外,基于传统制造工艺方法的内流道结构设计自由度较低,设计通常不得不牺牲部分产品性能来满足工艺的约束或者减轻制造成本的压力。激光选区熔化技术可缩短产品开发周期,成形结构复杂的零件,降低个性化定制成本。因此,激光选区熔化成形技术在复杂精细结构制造等方面具有明显优势。

    2、然而,基于激光选区熔化的逐层铺粉、逐层烧结成形原理,复杂内流道结构产品激光选区熔化制备完成后,需清理、回收内部未熔化区域粉末。然而,复杂内流道结构内部粉末清除难度大,效率低,且存在多余物风险,制约激光选区熔化成形技术在复杂内流道结构产品方面的应用。因此,解决复杂内流道结构零件的成形问题是本领域人员亟待解决的难题。

    3、公开号为cn105333649a的专利文献,公开了一种换热器,包括集流单元,集流单元包括第一部件以及与第一部件相固定的第二部件,第一部件包括第一连接部和第一腔体;第二部件包括第二连接部和第三腔体,第二部件还包括贯穿所述第三腔体的第一狭长孔;第一连接部与第二连接部贴合固定,并形成第一流通腔;集流单元还包括第一扰流单元,第一扰流单元与第一结合件和/或所述第二结合件一体成形,第一扰流单元自流通腔的外部向流通腔的内部凸起,第一扰流单元使第一流通腔的内部空间形成缩口结构;这样,通过板材冲压成形的集流单元可以降低集流单元的高度;集流单元内一体成形的扰流元件,结构简单,同时可以抑制集流单元内的流体产生气液分离现象,可以提高换热效率。该发明部与部的连接方式为贴合,这样的连接方式不牢固,装配的精度低。

    4、传统加工手段制造周期长,难度高。若采用激光选区熔化成形技术一体成形,则零件内部粉末清理不彻底会引起多余物风险。因此,需要一种内流道零件的制造工艺方法及系统。


    技术实现思路

    1、针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种内流道零件的制造工艺方法及系统。

    2、根据本发明提供的一种内流道零件的制造工艺方法,包括:

    3、分解步骤:将相变储能换热器的三维模型根据需要分解为n个分体件,并设定工艺参数,确保分体件达到预设激光选区熔化工艺性标准;

    4、制备步骤:根据设定的工艺成形参数,制备n个分体件;

    5、加工步骤:通过加工,令制备的分体件的待焊接面表面粗糙度达到预设范围;

    6、焊接预处理步骤:对加工后的分体件的待焊接表面进行焊接预处理;

    7、焊接步骤:将预处理后的n个分体件进行装配,然后将分体件放入炉内进行真空扩散焊,得到相变储能换热器零件;

    8、n为大于1的整数。

    9、优选的,所述分解步骤包括:

    10、在三维模型中,对分体件的待焊接表面添加预设范围的机加工余量。

    11、优选的,所述制备步骤包括:

    12、粉末预处理步骤:将成形所需的粉末进行干燥、烘干处理;

    13、分层步骤:将n个分体件分别进行分层切片处理,并令激光选区进行抽真空并充氩气保护;

    14、成形步骤:令分层切片进行逐层成形加工;

    15、再处理步骤:对成形后的分体件进行去应力退火处理。

    16、优选的,所述加工步骤包括:

    17、对分体件的待焊接表面进行机加工,包括铣削、磨削处理,令待焊接表面的粗糙度ra≤1.0μm。

    18、优选的,所述焊接预处理步骤包括:

    19、去氧化膜步骤:令砂纸打磨待焊接表面,去除分体件的待焊接表面氧化膜;

    20、喷砂步骤:对分体件的待焊接表面进行喷砂处理;

    21、除油污步骤:将分体件放入丙酮中超声清洗,清除分体件表面的油污与灰尘。

    22、根据本发明提供的一种内流道零件的制造工艺系统,包括:

    23、分解模块:将相变储能换热器三维模型根据需要分解为n个分体件,并设定工艺参数,确保分体件达到预设激光选区熔化工艺性标准;

    24、制备模块:根据设定的成形参数,制备n个分体件;

    25、加工模块:通过加工,令制备的分体件的待焊接面表面粗糙度达到预设范围;

    26、焊接预处理模块:对加工后的分体件的待焊接表面进行焊接预处理;

    27、焊接模块:将预处理后的n个分体件进行装配,然后将分体件放入炉内进行真空扩散焊,得到相变储能换热器零件;

    28、n为大于1的整数。

    29、优选的,所述分解模块包括:

    30、在三维模型中,对分体件的待焊接表面添加预设范围的机加工余量。

    31、优选的,所述制备模块包括:

    32、粉末预处理模块:将成形所需的粉末进行干燥、烘干处理;

    33、分层模块:将n个分体件分别进行分层切片处理,并令激光选区进行抽真空并充氩气保护;

    34、成形模块:令分层切片进行逐层成形加工;

    35、再处理模块:对成形后的分体件进行去应力退火处理。

    36、优选的,所述加工模块包括:

    37、对分体件的待焊接表面进行机加工,包括铣削、磨削处理,令待焊接表面的粗糙度ra≤1.0μm。

    38、优选的,所述焊接预处理模块包括:

    39、去氧化膜模块:令砂纸打磨待焊接表面,去除分体件的待焊接表面氧化膜;

    40、喷砂模块:对分体件的待焊接表面进行喷砂处理;

    41、除油污模块:将分体件放入丙酮中超声清洗,清除分体件表面的油污与灰尘。

    42、与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

    43、1、本发明通过对复杂内流道结构零件进行分体增材制造,可有效降低流道内金属粉末清理难度,从而解决内流道零件增材制造一体成形存在的多余物问题;

    44、2、本发明通过扩散焊连接增材制造分体件,可避免熔焊缺陷,且不存在热影响区,并可进行内部及多点、大面积零件的连接;

    45、3、本发明可以通过自由分解模型,将模型合理的分解成合适的数量,进一步将简化了加工过程,提高效率。



    技术特征:

    1.一种内流道零件的制造工艺方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的内流道零件的制造工艺方法,其特征在于,所述分解步骤包括:

    3.根据权利要求1所述的内流道零件的制造工艺方法,其特征在于,所述制备步骤包括:

    4.根据权利要求1所述的内流道零件的制造工艺方法,其特征在于,所述加工步骤包括:

    5.根据权利要求1所述的内流道零件的制造工艺方法,其特征在于,所述焊接预处理步骤包括:

    6.一种内流道零件的制造工艺系统,其特征在于,包括:

    7.根据权利要求6所述的内流道零件的制造工艺系统,其特征在于,所述分解模块包括:

    8.根据权利要求6所述的内流道零件的制造工艺系统,其特征在于,所述制备模块包括:

    9.根据权利要求6所述的内流道零件的制造工艺系统,其特征在于,所述加工模块包括:

    10.根据权利要求6所述的内流道零件的制造工艺系统,其特征在于,所述焊接预处理模块包括:


    技术总结
    本发明提供了一种内流道零件的制造工艺方法,包括:分解步骤:将相变储能换热器的三维模型根据需要分解为n个分体件,并设定工艺参数,确保分体件达到预设激光选区熔化工艺性标准;制备步骤:根据设定的工艺成形参数,制备n个分体件;加工步骤:通过加工,令制备的分体件的待焊接面表面粗糙度达到预设范围;焊接预处理步骤:对加工后的分体件的待焊接表面进行焊接预处理;焊接步骤:将预处理后的n个分体件进行装配,然后将分体件放入炉内进行真空扩散焊,得到相变储能换热器零件;n为大于1的整数。本发明可有效降低流道内金属粉末清理难度,避免熔焊缺陷。

    技术研发人员:杜磊,金诚,肖美立,王堃,柯林达,付言飞,崔哲,雷蕾,杨帆
    受保护的技术使用者:上海航天精密机械研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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