一种3D打印电机壳模型的内流道结构的制作方法

一种3d打印电机壳模型的内流道结构
技术领域
1.本实用新型属于3d打印技术领域，涉及3d打印电机壳，尤其涉及一种3d打印电机壳模型的内流道结构。


背景技术：

2.现有3d打印成型原理，是通过计算机设计出零件的三维模型，然后通过切片软件对该三维模型进行切片分层，得到各截面的轮廓数据，由轮廓数据生成填充扫描路径，设备按照填充扫描线，控制激光束选区熔化各层的金属粉末、快速冷却，逐步堆叠成三维实体零件。
3.金属3d打印能够实现复杂的几何形状，这一特点使得设计者可以设计出更加适合的复杂结构零件。3d打印零件处理的流程为：3d 打印—去应力退火—线切割—去支撑—cnc加工—探伤—检验—入库。然而，在实现某些具有复杂内腔零部件打印时，常常因为内腔粉末在打印成型后无法直接清理，残留在零件内部，再经过去应力退火和线切割后，零件内腔的金属粉末因高温和切削液进入型腔导致粉末凝结成块，后期无法清理，堵塞内腔，进而导致零件报废。
4.针对3d打印铝合金材料，去应力退火温度300℃，不会造成粉末在热处理的过程中结块，而导致内流道粉末堵塞的原因是在用线切割将3d打印零件从成型基板上切割下来的过程中，切削液渗透进流道内，导致粉末变成膏状物，在采用压缩空气吹流道内部粉末的时候容易堵实，时间久了会结块，堵塞零件内部流道，进而导致零件报废。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种3d 打印电机壳模型的内流道结构，避免内流道内因粉末堵塞而影响3d 打印零件的最终成品率。
6.本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的：
7.这种3d打印电机壳模型的内流道结构，包括内流道，所述内流道的进口孔、出口孔处分别设置有用以阻止切削液进入内流道的流道延伸部。
8.进一步，所述流道延伸部包括位于进口孔处且向外延伸的第一空心封闭圆柱、位于出口孔处且向外延伸的第二空心封闭圆柱，所述第二空心封闭圆柱的底端开设有圆孔。
9.进一步，所述第二空心封闭圆柱的底端设有倒锥形结构，所述圆孔开设于倒锥形结构上。
10.进一步，所述圆孔的直径小于0.5mm。
11.进一步，所述第一空心封闭圆柱、第二空心封闭圆柱的壁厚均为 0.5～1mm。
12.进一步，所述第一空心封闭圆柱、第二空心封闭圆柱的长度为 5～10mm。
13.进一步，所述内流道为螺旋状冷却流道。
14.进一步，所述内流道的进口孔、出口孔均被辅助支撑包围。
15.与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案包括以下有益效果：通过在现有3d
打印电机壳模型的内流道的进口孔、出口孔处设置流道延伸部，用于阻止切削液进入流道内部从而实现对模型结构的优化，优化后的电机壳零件，在切割过程中无切削液进入到内流道，在电机壳零件切割下来去除支撑后，可利用钳工工具将流道延伸部去除，然后利用压缩空气将流道内部干燥的铝合金粉末清理出来，从而获得合格的3d打印电机壳零件。
16.同时，在流道延伸部包括位于进口孔处且向外延伸的第一空心封闭圆柱、位于出口孔处且向外延伸的第二空心封闭圆柱时，并在第二空心封闭圆柱的底端开设有圆孔，以保证模型内流道的有效性，避免将零件内部空腔完全封闭，从而使得内流道形成一个近乎封闭的空间，避免在后续切割过程中切削液渗透进内流道堵塞流道导致零件报废。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为现有技术一优化前的3d打印电机壳的模型结构；
20.图2为本实用新型提供的针对图1优化后的3d打印电机壳的模型结构；
21.图3为现有技术二优化前的3d打印电机壳的模型结构；
22.图4为本实用新型提供的针对图3优化后的3d打印电机壳的模型结构；
23.图5为利用图2中3d打印电机壳的模型结构进行3d打印成型后的电机壳结构图。
24.其中：1、内流道；2、进口孔；3、出口孔；4、第一空心封闭圆柱；5、第二空心封闭圆柱；6、辅助支撑；7、倒锥形结构。
具体实施方式
25.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。
26.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细描述。
27.实施例1
28.参见图2所示，为本实用新型提供的一种3d打印电机壳模型的内流道结构，包括内流道1，内流道1的进口孔2处且向外延伸有第一空心封闭圆柱4、出口孔3处且向外延伸有第二空心封闭圆柱5，第二空心封闭圆柱5的底端设有倒锥形结构7，倒锥形结构7上开设有圆孔，圆孔的直径小于0.5mm，以保证模型内流道1的有效性，避免将零件内部空腔完全封闭，从而使得内流道1形成一个近乎封闭的空间，避免在后续切割过程中切削液渗透进内流道1堵塞流道导致零件报废。
29.作为可选或优选的一种实施方式，第一空心封闭圆柱4、第二空心封闭圆柱5的壁厚均为0.5～1mm，长度为5～10mm。
30.进一步，内流道1为螺旋状冷却流道。
31.如图1所示，为现有技术一优化前的3d打印电机壳模型的内流道结构，图2为本实用新型提供的针对图1优化后的3d打印电机壳的模型结构，图5为利用图2中3d打印电机壳的模型结构进行3d 打印成型后的电机壳结构图；图2是在图1的基础上，将进口孔2和出口孔3按孔口直径延伸出来，形成壁厚为0.5mm的第一、第二空心封闭圆柱，延伸长度为6mm，同时为了保证模型内流道的有效性，不能将零件内部空腔完全封闭，故在第二空心封闭圆柱5底端延伸一个倒锥形结构7，在倒锥形结构7上开一个小于0.5mm的圆孔，从而使得内流道1形成一个近乎封闭的空间，避免在后续切割过程中切削液渗透进流道内堵塞流道导致零件报废。
32.同时，该结构单边壁厚为0.5mm，具有强度低、易去除、方便操作等特点。参见图5，该零件电机壳由零件和辅助支撑6组成，零件为带螺旋状冷却流道结构，由于该零件的内流道进口孔2和出口孔3 都被辅助支撑6包围着，在零件打印成型清理出来后，零件流道空心部位填满了原材料金属粉末，但无法直接对其流道进口孔2或出口孔 3清粉处理，只能在零件经线切割下来后才能对零件内流道的粉末进行清理。
33.实施例2
34.参见图4所示，本实用新型提供了优化后的另一种3d打印电机壳模型(优化前的3d打印电机壳模型参见图3所示)，其内流道结构包括：内流道1，内流道1的进口孔2、出口孔3处分别设置有用以阻止切削液进入内流道1的流道延伸部。
35.作为可选或优选的一种实施方式，流道延伸部包括位于进口孔2 处且向外延伸的1个第一空心封闭圆柱4、位于出口孔3处且向外延伸的3个第二空心封闭圆柱5，任一第二空心封闭圆柱5的底端开设有圆孔。
36.综上，本实用新型提供的优化后的3d打印电机壳模型的内流道结构，设计简单，设计较为灵活，便于操作；能有效地清理零件内腔的金属粉末，避免零件因粉末堵塞而报废；实用性较强，且该优化设计针对该类零件同样有效。优化后的3d打印电机壳模型的内流道结构与优化前相比，两者的不同之处主要体现在：
37.零件结构未优化前，切削液会顺着进口孔和出口孔渗透到流道内部，与流道内粉末混合，形成膏状物，极难清理，在使用压缩空气吹粉时使流道堵实，造成零件的报废；若在流转的过程中未能及时清粉，流道内切削液蒸发后，流道内粉末形成块状凝结物，同样无法使用压缩空气将流道内的粉末清理出来，造成零件报废。
38.通过对该零件结构的优化设计，优化后的零件在切割的过程中无切削液进入到流道内部，在零件切割下来去除支撑后，用钳工工具将流道延伸部去除，然后用压缩空气将流道内部干燥的铝合金粉末清理出来，即可得到合格的打印零件。
39.此外，利用上述3d打印电机壳模型的内流道结构制备零件壳体的方法如下：
40.模型优化改进：设计合适的流道延伸引导结构，避免后续线切割切削液进入流道内部，便于内腔粉末清理；
41.材料的选择：3d打印铝合金(alsi10mg)；
42.slm成型：将零件模型及辅助设计导入金属3d打印设备制作建造包，进行建造；
43.清理零件：打印完成后，将零件表面的金属粉末清理干净
44.真空退火：将3d打印的零件进行去应力退火，释放残余应力；
45.线切割：将成型的零件从3d打印的基板上分离，得到需要的零件；
46.钳工：去除支撑，打磨零件的表面；
47.清粉：去除延伸部分流道，用压缩空气将流道内粉末清理干净；
48.cnc加工：对零件进行精加工；
49.检验：检验零件，得到最终产品。
50.因此，本实用新型提供的这种3d打印电机壳模型的内流道结构，通过对现有模型进行优化辅助设计，设计一个能防止切削液进入流道内部，且结构简单、易去除的流道延伸导向部，保证流道内粉末的干燥，以便易于后续粉末的清理，避免因粉末残留在内腔凝结成块而导致零件报废，极大地提高了零件的成品率。
51.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
52.应当理解的是，本实用新型并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。