CN108506490B - 蜂窝密封件及其制造方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蜂窝密封件及其制造方法和***，其中，蜂窝密封件包括：至少一个蜂窝带部，每个蜂窝带部具有复数个一体成型的小蜂窝孔；和基体部，其固设在所述蜂窝带部的一侧，并将所述小蜂窝孔的一端封住。本发明实施例中的技术方案，能够简化蜂窝密封件的加工过程，并降低生产成本。

Description

蜂窝密封件及其制造方法和***

技术领域

本发明涉及产品制造领域，特别是一种蜂窝密封件以及一种蜂窝密封件的制造方法及***。

背景技术

密封件是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件的材料或零件。例如，涡轮机构中便广泛采用密封件来减少转子与定子之间的泄漏损耗，以提高气动效率。

目前，涡流机构通常采用迷宫密封。迷宫密封是指在转轴周围设置若干个依次排列的环行密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔，被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。为了避免由于与转子间的碰撞可能对迷宫密封齿造成损害，在迷宫密封齿与机壳之间设计了足够大的空间，这样迷宫密封可在转子轴上提供无固体接触的密封。但这种密封根据迷宫密封齿与机壳之间间隙的大小存在不可避免的泄漏。此外，由于在迷宫密封于转子之间的空间不对称，因此迷宫密封可能存在的压力不平衡，从而可导致转子组件的不稳定运转。

因此，有些应用中考虑采用蜂窝密封件，蜂窝密封能有效抑制汽/气流在密封腔中周向流动，在高压差、小间隙密封时，仍能保证机组的稳定运转，从而降低泄漏损失，提高机组效率，而且用蜂窝的网孔可以吸附水滴，从而有效除湿、保护转子的叶片。此外，蜂窝结构是可磨损材料，可以将叶尖与壳体间隙设计到最小值，从而减少漏气/汽，提高效率和降低能耗，又可提高转动***的稳定性，保证叶片不会与壳体产生磨擦而发生危险。

图1为一种蜂窝密封件的结构示意图。如图1所示，蜂窝密封件10主要包括蜂窝带11(图1中示出了两个蜂窝带11)和基体12。图1中，L方向为蜂窝带11的长度方向，W方向为蜂窝带11的宽度方向，H方向为蜂窝带11的高度方向。其中，蜂窝带11由复数个六边形小蜂窝孔组件111组成，每个六边形小蜂窝孔组件111目前是由两部分折边结构焊接而成，此外蜂窝带11和基体12也可通过焊接方式组合在一起。但上述蜂窝带的焊接加工过程一方面较为复杂，另一方面也容易出现焊接缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例中一方面提出了一种蜂窝密封件，另一方面提出了一种蜂窝密封件的制造方法和***，用以降低蜂窝密封件的加工复杂度。

本发明实施例中提出的蜂窝密封件，包括至少一个蜂窝带部，每个蜂窝带部具有复数个一体成型的小蜂窝孔；和基体部，其固设在所述至少一个蜂窝带部的一侧，并将所述小蜂窝孔的一端封住。由于本发明实施例中蜂窝带部一体成型，因此可简化蜂窝密封件中蜂窝带部的加工过程，并降低生产成本。同时，由于蜂窝带部无需焊接操作，解决了现有加工工艺中存在焊接缺陷的问题，并提高了蜂窝密封件的可靠性。

在一个实施方式中，所述蜂窝带部采用增材制造工艺一体成型，所述基体部采用金属板材加工而成；所述蜂窝带部焊接在所述基体部上。由于本发明实施例中采用增材制造工艺来一体成型蜂窝带部，因此可以保证蜂窝带部的整体成型质量，进一步提高了蜂窝密封件的可靠性。

在一个实施方式中，所述蜂窝带部和所述基体部采用增材制造工艺一体成型为所述蜂窝密封件。由于本发明实施例中采用增材制造工艺来一体成型蜂窝密封件，因此不仅可以保证蜂窝密封件的整体成型质量，而且可进一步减少蜂窝带部和基体部之间的焊接等连接方式所带来的焊接缺陷等问题，并进一步提高了蜂窝密封件的可靠性。此外，还可以实现蜂窝密封件的快速成型，从而可根据现场需求进行加工，无需提前加工出很多，从而可减少货物的积压。

在一个实施方式中，所述小蜂窝孔的横截面为六边形或三角形。通过实践检验，横截面为六边形或三角形的小蜂窝孔加工方便，并且可保证工艺的排布及强度要求。

本发明实施例中提出的蜂窝密封件的制造方法，包括：加工所述基体部；采用增材制造工艺加工至少一个蜂窝带部，其中每个蜂窝带部包括复数个一体成型的小蜂窝孔；所述至少一个蜂窝带部固设在所述基体部上，其中所述小蜂窝孔的一端被所述基体部封住。由于本发明实施例中采用增材制造工艺来一体成型蜂窝带部，因此不仅可以保证蜂窝带部的整体成型质量，简化蜂窝密封件中蜂窝带部的加工过程，并降低生产成本。同时，由于蜂窝带部无需焊接操作，解决了现有加工工艺中存在焊接缺陷的问题，并提高了蜂窝密封件的可靠性。

在一个实施方式中，所述基体部通过增材制造工艺加工，其中所述至少一个蜂窝带部和所述基体部采用增材制造工艺一体加工成型为所述蜂窝密封件。由于本发明实施例中采用增材制造工艺来一体成型蜂窝密封件，因此不仅可以保证蜂窝密封件的整体成型质量，而且可进一步减少蜂窝带部和基体部之间的焊接等连接方式所带来的焊接缺陷等问题，并进一步提高了蜂窝密封件的可靠性。此外，还可以实现蜂窝密封件的快速成型，从而可根据现场需求进行加工，无需提前加工出很多，从而可减少货物的积压。

在一个实施方式中，所述基体部采用金属板材加工；所述至少一个蜂窝带部焊接在所述基体部上。由于本发明实施例中的基体部可采用金属板材加工，因此可以兼容已有的基体部加工工艺，并且由于蜂窝带部采用增材制造工艺一体成型，因此焊接完成的蜂窝密封件的可靠性依然可以得到保证。

在一个实施方式中，所述采用增材制造工艺加工至少一个蜂窝带部包括：针对每个蜂窝带部，按照所述蜂窝带部的各蜂窝孔的排布方向采用增材制造工艺一排一排的加工所述蜂窝孔。本发明实施例中采用这种一排一排的加工方式实现起来比较简单方便。

在一个实施方式中，所述蜂窝孔的横截面为六边形；所述按照所述蜂窝带部的各蜂窝孔的排布方向采用增材制造工艺一排一排的加工所述蜂窝孔包括：将每个六边形的蜂窝孔划分为对称的两部分，每部分由长度相等的三个折边构成，每排的蜂窝孔被划分为两个由复数个长度相等的折边构成的长波形结构，且所述长波形结构中相邻两个折边的夹角为120°；采用增材制造工艺按照加工方向依次加工每排蜂窝孔对应的两个由复数个长度相等的折边构成的长波形结构，使得相邻的两个长波形结构形成复数个完整的六边形蜂窝孔。本发明实施例中，针对蜂窝孔的横截面为六边形的情况，采用上述加工过程，实现起来比较简单方便。

在一个实施方式中，所述蜂窝孔的横截面为三角形；所述按照所述蜂窝带部的复数个蜂窝孔的排布方向采用增材制造工艺一排一排的加工所述蜂窝孔包括：将每个三角形划分为底边与具有60°夹角的折边的两部分，每排的蜂窝孔被划分为一个直线结构和一个由复数个长度相等的折边构成的长波形结构，且所述长波形结构中相邻两个折边的夹角为60°；采用增材制造工艺按照加工方向依次加工一排长波形结构和一直线结构，使得所述长波形结构和所述直线结构形成复数个完整的三角形蜂窝孔。本发明实施例中，针对蜂窝孔的横截面为三角形的情况，采用上述加工过程，实现起来比较简单方便。

在一个实施方式中，该方法进一步包括：采用增材制造工艺加工蜂窝带部的过程中，利用机加工设备对当前打印完成的部分进行精度加工处理。本发明实施例中，考虑到有些增材制造工艺加工设备的精度问题，通过进一步联合机加工操作，可以进一步保障蜂窝密封件的精度。

本发明实施例中提出的一种蜂窝密封件的制造***，包括：增材制造工艺设备，用于采用增材制造工艺加工所述至少一个蜂窝带部；和机加工设备，用于在所述增材制造工艺设备采用增材制造工艺加工所述至少一个蜂窝带部的过程中，对当前加工完成的部分进行精度加工处理。本发明实施例中，通过进一步联合机加工操作，可以进一步保障蜂窝密封件的精度；并且，可以在同一加工***上实现各种型号和大小的蜂窝密封件，从而提高综合密封性能，这是传统加工方法所无法比拟的。

在一个实施方式中，所述增材制造工艺设备进一步采用增材制造工艺加工所述基体部，并将所述基体部和所述至少一个蜂窝带部一体加工成型为所述蜂窝密封件。由于本发明实施例中采用增材制造工艺来一体成型蜂窝密封件，因此不仅可以保证蜂窝密封件的整体成型质量，而且可进一步减少蜂窝带部和基体部之间的焊接等连接方式所带来的焊接缺陷等问题，并进一步提高了蜂窝密封件的可靠性。

在一个实施方式中，该***进一步包括：工作台控制设备，用于对当前加工完成的部分进行机械传动控制。由于本发明实施例中进一步联合的工作台控制，因此可实现加工过程的全自动化。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为目前一种蜂窝密封件的结构示意图。

图2A至图2C为本发明实施例中的蜂窝密封件的结构示意图。其中，图2A为主视图，图2B为图2A中I-I向剖视图的放大图，图2C为蜂窝带部的局部放大图。

图3为本发明实施例中的一种蜂窝密封件的制造方法的流程示意图。

图4A和图4B为本发明实施例中蜂窝孔的横截面为六边形的蜂窝带部的加工方法示意图。

图4C为本发明实施例中蜂窝孔的横截面为三角形的蜂窝带部的加工方法示意图。

图5为本发明实施例中一种铺粉式3D打印设备的结构示意图。

图6A和图6B为本发明实施例中一种送粉式3D打印设备的结构示意图。其中，图6A为***组成示意图，图6B为成形区域的原理示意图。

图7为本发明实施例中一种蜂窝密封件的制造***的结构示意图。

图8为本发明实施例中又一种蜂窝密封件的制造***的结构示意图。

其中，附图标记如下：

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图2A至图2C为本发明实施例中的蜂窝密封件的结构示意图。其中，图2A为主视图，图2B为图2A中I-I向剖视图的放大图，图2C为蜂窝带部的局部放大图。如图2A至图2C所示，该蜂窝密封件20包括：至少一个蜂窝带部21(图2A和图2B中以3个蜂窝带部21的情况为例)和一基体部22。

其中，每个蜂窝带部21具有复数个一体成型的小蜂窝孔211。本实施例中的一体成型指的是小蜂窝孔211不再是由两部分焊接而成，而是一次成型的。其中，小蜂窝孔211的横截面形状可以为各种满足工艺要求的形状，例如可以为六边形或三角形等。

基体部22固设在所述至少一个蜂窝带部21的一侧，如图2B中所示的竖向蜂窝孔的下端。

对于需要对转子进行密封的蜂窝密封件来说，其基体部22通常具有一定的弧度，此时，每个蜂窝带部21的长度方向需要沿所述基体部22的弧度方向设置，即该蜂窝带部21在长度方向上也具有一定的弧度。

在不同实施方式中，一个基体部22上可固设多个蜂窝带部21，各蜂窝带部21的高度可以相同也可以不同。本实施例中不对蜂窝带部21的数量进行限制。

本实施例中，蜂窝带部21和基体部22可以是一体成型为蜂窝密封件20的，也可以是单独加工的两部分焊接在一起的。

其中，对于蜂窝带部21和基体部22是一体成型为蜂窝密封件20的情况，蜂窝带部21的材质和基体部22的材质既可以相同也可以不同。

本发明中的蜂窝密封件20或其中的蜂窝带部21，可以考虑采用先进的一体成型工艺成形，例如可考虑采用计算机控制的增材制造工艺等，可以快速而准确地按照模型设计制备出结构复杂的部件。

图3示出了本发明实施例中的一种蜂窝密封件的制造方法的流程示意图。该方法可用于加工如图1所示的蜂窝密封件。如图2所示，该方法可包括如下步骤：

步骤301，加工蜂窝密封件的基体部22。

本步骤中，基体部22可以采用增材制造工艺加工而成，也可以采用金属板材加工而成。

步骤302，采用增材制造工艺加工至少一个蜂窝带部21，每个蜂窝带部21具有复数个一体成型的小蜂窝孔211；至少一个蜂窝带部21固设在基体部22上，其中小蜂窝孔211的一端被基体部22封住。

其中，对于基体部22采用增材制造工艺加工的情况，通过步骤301和步骤302，基体部22和至少一个蜂窝带部21便可一体成型为所述蜂窝密封件20了。对于基体部22采用金属板材加工的情况，则步骤301和步骤302之后，可进一步包括如下步骤：将至少一个蜂窝带部21焊接在基体部22上。

本实施例中，在采用增材制造工艺加工基体部22和至少一个蜂窝带部21时，可首先获取蜂窝密封件相应部件的三维模型数据及对应的增材制造工艺加工参数信息；所述加工参数信息可包括：扫描路径信息、一次加工的高度信息、以及间距信息等。之后根据该三维模型数据及对应的加工参数信息，便可利用设定的加工介质完成所述蜂窝带部21的一体成型加工或者完成包括基体部22和蜂窝带部21的蜂窝密封件的一体成型加工。

在采用增材制造工艺将基体部22和蜂窝带部21一体加工成型为蜂窝密封件20时，基体部22和蜂窝带部21可以采用相同的材质，也可以采用不同的材质，即二者的加工介质可以相同也可以不同。假设蜂窝带部21采用的加工介质为第一打印介质，基体部22采用的加工介质为第二打印介质，则第一打印介质和第二打印介质可以为相同的打印介质，也可以为不同的打印介质。

在采用增材制造工艺加工至少一个蜂窝带部时，可针对每个蜂窝带部，按照所述蜂窝带部的各蜂窝孔的排布方向采用增材制造工艺一排一排的加工所述蜂窝孔。加工方向既可以是按照蜂窝带部的长度方向加工，也可以是按照蜂窝带部的宽度方向加工。

下面以蜂窝孔的横截面为六边形和三角形的情况为例，对蜂窝带部的加工过程进行一简单描述。

对于蜂窝孔的横截面为六边形的情况，图4A和图4B分别示出了一种加工方法。在图4A和图4B中，同一种箭头方向表示了一次加工所对应的增材加工方向。也就是说，可将每个六边形的蜂窝孔划分为对称的两部分，每部分由长度相等的三个折边构成，每排的蜂窝孔被划分为两个由复数个长度相等的折边构成的长波形结构，且所述长波形结构中相邻两个折边的夹角为120°；采用增材制造工艺按照加工方向依次加工每排蜂窝孔对应的两个由复数个长度相等的折边构成的长波形结构，使得相邻的两个长波形结构形成复数个完整的六边形蜂窝孔。

对于蜂窝孔的横截面为三边形的情况，图4C示出了一种加工方法。如图4C所示，将每个三角形划分为底边与具有60°夹角的折边的两部分，每排的蜂窝孔被划分为一个直线结构和一个由复数个长度相等的折边构成的长波形结构，且所述长波形结构中相邻两个折边的夹角为60°；采用增材制造工艺按照加工方向依次加工一排长波形结构和一直线结构，使得所述长波形结构和所述直线结构形成复数个完整的三角形蜂窝孔。

对于上述一排一排的加工蜂窝孔的方法，还可以是以每个小蜂窝孔为单元，依次加工该排的各个小蜂窝孔。

当然，其它实施方式中，具体加工策略也可以与上述不同，例如，可按照从内圈到外圈依次加工的加工方法，也可以按照从外圈到内圈依次加工的加工方法。

本发明实施例中的3D打印设备可以是基于各种3D打印技术的打印机。例如，可以是基于选择性激光熔化(Selected Laser Melting，SLM)工艺的铺粉式3D打印设备，也可以是基于定向能量沉积(Directed Energy Deposition，DED)工艺的送粉式3D打印设备，还可以是基于熔融沉积成型(Fused Deposition Modeling，FDM)工艺的3D打印设备等。本实施例中不对3D打印设备的具体类型进行限定，下面仅以采用铺粉式3D打印设备以及送粉式3D打印设备的情况为例对本实施例中的制造方法进行描述。

图5为本发明实施例中一种铺粉式3D打印设备的结构示意图。如图5所示，该铺粉式3D打印设备50可包括：控制单元(图中未示出)、供料单元52、成型单元53和激光烧结单元54。

其中，控制单元用于获取蜂窝密封件的三维模型数据，并根据所述三维模型数据控制所述供料单元52、成型单元53和激光烧结单元54。其中，所述三维模型数据包括对应蜂窝带部的三维模型数据和对应基体部的三维模型数据。

供料单元52用于在所述控制单元的控制下为所述成型单元33提供粉末状打印介质301。所述供料单元52包括供给活塞522、第一缸体523和辊子524，供给活塞522配置于第一缸体523内，可在控制单元的控制下沿着第一缸体523上下移动，所述粉末状打印介质分层铺设于供给活塞522上。当第一打印介质和第二打印介质为不同材质的打印介质时，第一打印介质和所述第二打印介质可根据所述蜂窝带部和所述基体部的3D打印顺序依次分层铺设于第一缸体523内的供给活塞522上。辊子524可在所述粉末状打印介质上滚动，以将所述粉末状打印介质平铺到成型单元33上。

成型单元53包括成型活塞532、第二缸体533和成型部534，成型活塞532配置于第二缸体533内，可在控制单元的控制下沿着第二缸体533上下移动；成型部534固定于成型活塞532上，可随着成型活塞532一起上下移动，成型部534用于承载待加工部件，即蜂窝密封件502。

激光烧结单元54用于在控制单元的控制下烧结所述粉末状打印介质，并使所述粉末状打印介质在成型单元53上形成所需的轮廓。激光烧结单元54包括激光器542和振镜543，激光器542与振镜543连接，且可生产激光束5421，振镜543用于在控制单元的控制下利用激光器542提供的激光束5421将所述粉末状打印介质烧融化凝固成与所述三维模型数据对应的轮廓。其中，激光器542也可以替换为电子束发生器，用于产生电子束。相应地，振镜543用于在控制单元的控制下利用电子束发生器提供的电子束将所述粉末状打印介质融化凝固成与所述三维模型数据对应的轮廓。

实际操作时，供料单元52的供给活塞522可先上升一个层厚，以便辊子524可将一层粉末状打印介质平铺到成型单元53的成型部534上，激光烧结单元54在控制单元的控制下操控激光束按照蜂窝密封件501的待成型的轮廓在粉层上进行扫描照射而使粉末的温度升至熔化点，从而进行融化凝固形成蜂窝密封件501的当前部分。当一层截面加工完后，成型活塞532将下降一个层厚，这时辊子524又会均匀地在蜂窝密封件501的当前部分上面铺上一层粉末状打印介质并开始新一层截面的融化凝固过程，如此反复操作直至包括基体部22和蜂窝带部21的蜂窝密封件501完全成型。

图6A和图6B为本发明实施例中一种送粉式3D打印设备的结构示意图。其中，图6A为***组成示意图，图6B为成形区域的原理示意图。该送粉式3D打印设备以基于激光金属沉积(Laser Metal Deposition,LMD)技术的3D打印设备为例。如图6A和6B所示，该送粉式3D打印设备400可包括：控制单元61、送料单元62、激光加热单元63和运动单元(图6A和图6B中未示出，可参见图8中的标号64)。此外，该3D打印设备还可包括：第一惰性气体源65、第二惰性气体源66、压缩空气气源67和冷却循环单元68等。

其中，控制单元61用于获取蜂窝密封件的三维模型数据，并根据所述三维模型数据控制送料单元62、激光加热单元63和运动单元64。其中，所述三维模型数据包括对应蜂窝带部的三维模型数据和对应基体部的三维模型数据。在一个实施方式中，控制单元61可以为NC控制器。

送料单元62用于将粉末状打印介质601喷射在位于工作台602上的熔池603上。所述送料单元62可包括送粉器621、粉末喷头622和粉末通路中涉及的输粉管623和分粉器624等。其中，第一惰性气体源65与送粉器621相连，其产生的第一惰性气体(例如氦气)将粉末状打印介质从送粉器621中带出，经输粉管623、分粉器624后分成若干束，进入粉末喷头622，再经过粉末喷头622的混粉***，最终从粉末喷头622喷出并形成粉末聚焦点进入熔池603。第二惰性气体源66与粉末喷头622相连，用于为粉末喷头622喷出的粉末状打印介质提供保护气(例如氩气)661。有些3D打印设备中可能会在输粉管623处进一步如图6A中的虚线部分所示，设置一粉末开关625，其输出通路1通过分粉器623直接与粉末喷头622相连；输出通路2与一粉末回收瓶626相连，回收来自送粉器621的未进入工艺的原始粉末。粉末开关625用于在控制单元61的控制下决定粉末的输出路径，例如，可利用与其相连的压缩空气控制内部用于切换粉末通道的转盘。当第一打印介质和第二打印介质为不同材质的打印介质时，第一打印介质和第二打印介质可根据所述蜂窝带部和所述基体部的要求存放在送料单元的不同送粉器621内或同一送粉器621的不同供粉腔室内。可见，在某些实施方式中，送粉器621的数量可以多于一个。

激光加热单元63用于在控制单元61的控制下利用激光源产生的激光束加热融化由粉末喷头622喷出的粉末聚焦点，并在基材上生成熔池601。激光加热单元63包括激光源631和激光光学***632。激光源631和激光光学***632通过光钎相连，由激光源631产生的激光束6311通过光钎送入激光关系***642，并最终到达粉末聚焦点。激光源631和激光光学***632均可以和控制单元61进行通信，由控制单元61实现对二者的控制。例如，控制单元61可控制激光加热单元63激光能量输出的通断及大小。

压缩空气气源67一方面用于粉末开关动作的动力源，另一方面作业保护激光光学***632清洁的气源，其分别与粉末开关和激光光学***相连。

冷却循环***68用于冷却粉末喷头622、激光源631和激光光学***632，分别与三者相连。

工作台602用于承载上述的熔池603，其可以为固定平台，也可以为可移动平台。

具体实现时，图6A所示的3D打印设备，尤其是上述的送料单元62和激光加热单元63可如图8所示安装在一运动单元(如机械臂)64上，并且该运动单元64可在控制单元61的控制下移动。即控制单元61可根据所述三维模型数据控制所述运动单元64进行相应位置的移动，以使得所述3D打印设备产生的熔池轮廓能够与所述三维模型数据相对应。

图5中所示的3D打印设备打印过程相对较慢，但成品的质量较好，因此适合打印一些较小型的蜂窝密封件；图6A和图6B所示的3D打印设备打印过程相对较快，但成品的质量相对粗糙，因此适合打印一下较大型的蜂窝密封件。

图7为本发明实施例中一种蜂窝密封件的制造***的结构示意图。如图7所示，该***70中可包括：计算机71和3D打印设备72。

其中，计算机71用于获取一蜂窝密封件的三维模型数据及对应的增材制造工艺加工参数信息，所述三维模型数据包括对应蜂窝带部的三维模型数据和对应基体部的三维模型数据。计算机71可将所述三维模型数据及对应的加工参数信息提供给所述3D打印设备72。所述加工参数信息可包括：扫描路径信息、一次加工的高度信息、以及间距信息等。

3D打印设备72用于根据所述三维模型数据及对应的加工参数信息，利用设定的打印介质将所述蜂窝带部和基体部一体打印成型为所述蜂窝密封件；其中，所述蜂窝带部具有复数个一体成型的小蜂窝孔。具体的打印加工过程可参见图3所示的蜂窝密封件的制造方法。本实施例中的3D打印设备72可以为图5所示的3D打印设备，也可以为图6A和图6B所示的打印设备，或者，也可以为其它任意类型的3D打印设备。

其中，设定的打印介质包括用于加工所述蜂窝带部的第一打印介质和用于加工所述基体部的第二打印介质，且所述第一打印介质和所述第二打印介质可以为相同材质的打印介质或者也可以为不同材质的打印介质。

图8为本发明实施例中又一种蜂窝密封件的制造***的结构示意图。如图8所示，该***80中可包括：计算机81、3D打印设备82、机加工设备83和工作台控制设备84。

其中，计算机81用于获取一蜂窝密封件的三维模型数据及对应的加工参数信息，所述三维模型数据包括对应蜂窝带部的三维模型数据，或者以及对应基体部的三维模型数据。该计算机81可根据所述三维模型数据对所述3D打印设备82、机加工设备83和工作台控制设备84进行联合控制。

3D打印设备82用于根据所述三维模型数据，利用设定的打印介质将所述蜂窝带部和基体部一体打印成型为所述蜂窝密封件，或者只打印成型蜂窝带部；具体的打印加工过程可参见图3所示的蜂窝密封件的制造方法。其中，所述蜂窝带部具有复数个一体成型的小蜂窝孔。本实施例中的3D打印设备82可以为图6A和图6B中所示的3D打印设备或者其它可移动式打印设备。

机加工设备83用于在所述3D打印设备82根据所述三维模型数据，利用设定的打印介质将所述蜂窝带部和基体部一体打印成型为所述蜂窝密封件的过程中，对当前打印完成的蜂窝密封件部分进行机械加工处理，包括精度加工等。具体实现时，该机加工设备83可根据需要包括各种可替换或不可替换机加工刀头，并可根据需要实现切、削、磨等机加工。

上述的3D打印过程和机加工过程可以依次交替进行，例如，每打印一层或若干层，便利用机加工设备对其表面或内部空间进行精加工处理等。或者，条件允许的情况下，二者也可以同时进行。

工作台控制设备84用于根据所述三维模型数据或机加工要求对当前打印完成的蜂窝密封件部分进行机械传动控制。

当然，上述***中，若3D打印设备82和机加工设备83的灵活度足够，则工作台控制设备84可省略。

本发明各个实施例中可根据使用工况选择不同的粉末状打印介质，例如选择可应用在高温环境下的Hastelloy X合金，Hastelloy X合金是一种添加了钴和钨的镍-铬-钼合金，在高达1200℃高温时具有优秀的抗氧化性，也能应用于中性和还原性的气氛。同时Hastelloy X合金能抗碳化和氮化气氛。所述粉末状打印介质还可为其他具有高强度及耐高温性能的材料。

此外，为了提高材料的机械性能，可对打印成型的蜂窝密封件进行热处理，具体的热处理工艺可根据所选择的打印介质并经过相应正交测试确定。本发明实施例采用的热处理工艺例如为：1149-1177度下固溶处理0.5～2小时。

本发明实施例中，通过使蜂窝密封件的基体部和蜂窝带部一体成型，可简化蜂窝密封件的加工过程，并降低生产成本。同时，由于无需焊接操作，解决了现有加工工艺中存在焊接缺陷的问题，并提高了蜂窝密封件的可靠性。

此外，通过采用3D打印技术加工蜂窝密封件，可以实现蜂窝密封件的快速成型，从而可根据现场需求进行加工，无需提前加工出很多，从而可减少货物的积压。

另外，通过将3D打印过程和机加工过程进行联合控制，可以在同一加工***上实现各种型号和大小的蜂窝密封件，从而提高综合密封性能，这是传统加工方法所无法比拟的。

本发明实施例中的蜂窝密封件可采用抗腐蚀材料加工而成，例如颗粒增强材料等，以提高蜂窝密封件的可靠性，延长蜂窝密封件的寿命。

进一步地，通过3D打印实现的相对粗糙的内表面可以提升气流的摩擦力，进而提高密封效率。

此外，机加工可以采用不同刀具以实现不同的加工效果，得到期望的质量和成本效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种蜂窝密封件，其特征在于，所述蜂窝密封件(20)包括：

复数个蜂窝带部(21)，每个蜂窝带部具有复数个一体成型的小蜂窝孔(211)；所述蜂窝带部(21)采用增材制造工艺一体成型，且所述蜂窝带部(21)在长度方向上具有一定的弧度；和

基体部(22)，其固设在所述复数个蜂窝带部(21)的一侧，并将所述小蜂窝孔(211)的一端封住；

其中，所述蜂窝带部(21)和所述基体部(22)采用相同的打印介质；或者，

所述蜂窝带部(21)和所述基体部(22)采用不同的打印介质，所述不同的打印介质根据所述蜂窝带部(21)和所述基体部(22)的打印顺序依次分层铺设。

2.根据权利要求1所述的蜂窝密封件，其特征在于，所述基体部(22)采用金属板材加工而成；所述蜂窝带部(11)焊接在所述基体部(22)上。

3.根据权利要求1所述的蜂窝密封件，其特征在于，所述蜂窝带部(21)和所述基体部(22)采用增材制造工艺一体成型为所述蜂窝密封件(20)。

4.根据权利要求1所述的蜂窝密封件，其特征在于，所述小蜂窝孔(211)的横截面为六边形或三角形。

5.一种蜂窝密封件的制造方法，所述蜂窝密封件包括：复数个蜂窝带部和基体部；其特征在于，所述方法包括：

加工所述基体部(301)；

采用增材制造工艺加工复数个蜂窝带部(302)，其中每个蜂窝带部包括复数个一体成型的小蜂窝孔，且每个蜂窝带部(21)在长度方向上具有一定的弧度；

所述复数个蜂窝带部固设在所述基体部上，其中所述小蜂窝孔的一端被所述基体部封住；

其中，述蜂窝带部和所述基体部采用相同的打印介质；或者，

所述蜂窝带部和所述基体部采用不同的打印介质，所述不同的打印介质根据所述蜂窝带部和所述基体部的打印顺序依次分层铺设。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基体部通过增材制造工艺加工，其中所述复数个蜂窝带部和所述基体部采用增材制造工艺一体加工成型为所述蜂窝密封件。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基体部采用金属板材加工；所述复数个蜂窝带部焊接在所述基体部上。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述采用增材制造工艺加工复数个蜂窝带部包括：

针对每个蜂窝带部，按照所述蜂窝带部的各蜂窝孔的排布方向采用增材制造工艺一排一排的加工所述蜂窝孔。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述蜂窝孔的横截面为六边形；

所述按照所述蜂窝带部的各蜂窝孔的排布方向采用增材制造工艺一排一排的加工所述蜂窝孔包括：

将每个六边形的蜂窝孔划分为对称的两部分，每部分由长度相等的三个折边构成，每排的蜂窝孔被划分为两个由复数个长度相等的折边构成的长波形结构，且所述长波形结构中相邻两个折边的夹角为120°；

采用增材制造工艺按照加工方向依次加工每排蜂窝孔对应的两个由复数个长度相等的折边构成的长波形结构，使得相邻的两个长波形结构形成复数个完整的六边形蜂窝孔。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述蜂窝孔的横截面为三角形；

所述按照所述蜂窝带部的复数个蜂窝孔的排布方向采用增材制造工艺一排一排的加工所述蜂窝孔包括：

将每个三角形划分为底边与具有60°夹角的折边的两部分，每排的蜂窝孔被划分为一个直线结构和一个由复数个长度相等的折边构成的长波形结构，且所述长波形结构中相邻两个折边的夹角为60°；

采用增材制造工艺按照加工方向依次加工一排长波形结构和一直线结构，使得所述长波形结构和所述直线结构形成复数个完整的三角形蜂窝孔。

11.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：采用增材制造工艺加工蜂窝带部的过程中，利用机加工设备对当前打印完成的部分进行精度加工处理。

12.一种如权利要求1-4中任一项所述的蜂窝密封件的制造***，其特征在于，所述***包括：

一增材制造工艺设备(72，82)，用于采用增材制造工艺加工所述复数个蜂窝带部，且所述蜂窝带部(21)在长度方向上具有一定的弧度；和

一机加工设备(83)，用于在所述增材制造工艺设备(72，82)采用增材制造工艺加工所述复数个蜂窝带部的过程中，对当前加工完成的部分进行精度加工处理。

13.根据权利要求12所述的***，其特征在于，所述增材制造工艺设备(72、82)进一步采用增材制造工艺加工所述基体部，并将所述基体部和所述复数个蜂窝带部一体加工成型为所述蜂窝密封件。

14.根据权利要求12或13所述的***，其特征在于，该***进一步包括：工作台控制设备(84)，用于对当前加工完成的部分进行机械传动控制。

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