基于增材技术的气路板制作方法、气路板及气路板组件

摘要

本发明实施例提供了基于增材技术的气路板制作方法、气路板及气路板组件。该制作方法包括：设计气路板增材模型；根据气路板增材模型进行增材制造；气路板增材模型包括：根据所需阀体设计外壳，并对阀体外壳进行排布，预留气体管路所需空间，设计阀体间气体管路以及用于与阀体连接的进气口和出气口。该气路板由上述制作方法制作而成。该气路板组件包括气路板和阀体，阀体安装于气路板的阀体外壳内部，阀体之间构造有气体管路，气路板上构造有与阀体连接的进气口和出气口。本发明采用增材技术制作气路板，实现轻量化和紧凑型设计，节省材料消耗，占地面积小；能打印出不同外形，精度高，简化制作流程，实现快速设计并制作。

说明书

技术领域

本发明涉及气路板生产技术领域，尤其涉及一种基于增材技术的气路板制作方法、气路板及气路板组件。

背景技术

目前，铁路客车技术发展迅猛，模块化、集成化的设备需求不断增加，传统的钎焊集成气路板由新型的粘接气路板所替代，然而粘接气路板采用上、下盖板粘接而成，粘接过程要求较高很难保证整个粘接过程及粘接质量的稳定性和持续性。传统的工艺生产线成本较高，气体管路安排方式单一，阀体外壳一般设计为规则形状，，难以满足工艺设计的需要，且存在材料浪费等缺陷。

传统的气路板采用板上安装，板内只有气体管路，安装时需要在中间安装转换板，使得阀体与气路板连接起来。而且，由于管路中支管路较多，连接件及元件的数量亦随之增多，导致管路排布十分杂乱，各个阀体之间、阀体与气体管路之间的间距过大，使得气路板占据了较大的空间，使得整个系统体积增大、气压元件的成本加大。因此，人们希望有一种轻量化气路板取代现有的气路板，来压缩占用空间、缩小系统体积、降低系统成本。

发明内容

本发明实施例提供一种基于增材技术的气路板制作方法、气路板及气路板组件，用以解决现有技术中气体管路安排方式单一、材料浪费和占地面积大的缺陷。

本发明实施例提供一种基于增材技术的气路板制作方法，包括：

S1、设计气路板增材模型；

S2、根据所述气路板增材模型进行增材制造；其中，

步骤S1中的所述气路板增材模型包括：根据所需阀体设计外壳，并对阀体外壳进行排布，预留气体管路所需空间，设计阀体间气体管路以及用于与阀体连接的进气口和出气口。

根据本发明一个实施例的基于增材技术的气路板制作方法，还包括：S3、将经过增材制造完成后的气路板表面进行光滑处理

根据本发明一个实施例的基于增材技术的气路板制作方法，还包括：当相邻所述阀体外壳之间的间隙超过预设值时，通过加强筋将相邻所述阀体外壳连接起来。

根据本发明一个实施例的基于增材技术的气路板制作方法，还包括：S4、将阀体部件安装于所述阀体外壳内部。

根据本发明一个实施例的基于增材技术的气路板制作方法，步骤S1还包括：根据所述阀体外壳的外形，在所述阀体外壳的四周和加强筋上构造螺栓安装板，采用螺栓柱穿过所述螺栓安装板进行固定。

根据本发明一个实施例的基于增材技术的气路板制作方法，增材制造原料采用铝合金。

本发明实施例还提供一种气路板，所述气路板采用本发明实施例的基于增材技术的气路板制作方法制作而成

本发明实施例还提供一种气路板组件，包括：阀体和本发明实施例的气路板，所述阀体安装于所述气路板的阀体外壳内部，所述阀体之间构造有气体管路，所述气路板上构造有与所述阀体连接的进气口和出气口。

根据本发明一个实施例的气路板组件，还包括：加强筋，所述加强筋连接于相邻所述阀体外壳之间

本发明实施例提供的一种基于增材技术的气路板制作方法、气路板及气路板组件，采用增材制造技术制作气路板，通过合理设计阀体外壳和气体管路的形状和尺寸并合理安排其位置和排布方式，实现轻量化和紧凑型设计，节省材料消耗，占地面积小；通过增材制造技术还能打印出传统方式无法构建的特殊形状或复杂外形等，精度高，简化生产制作流程，实现快速设计并制作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于增材技术的气路板制作方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的其中一种气路板组件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的其中一种气路板组件的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种气路板组件的内部安装图；

图5是本发明实施例提供的一种气路板组件的外部安装图；

附图标记：

1：二位三通阀外壳； 2：球阀外壳； 3：小球阀外壳；

4：子弹阀外壳； 5：弹簧； 6：阀芯套；

7：阀芯柱； 8：气动垫； 9：密封圈；

10：电磁头； 11：螺栓安装板； 12：十字加强筋。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1描述本发明实施例的一种基于增材技术的气路板制作方法，包括：

S1、设计气路板增材模型；

S2、根据气路板增材模型进行增材制造；其中，

步骤S1中的气路板增材模型包括：根据所需阀体设计外壳，并对阀体外壳进行排布，预留气体管路所需空间和紧固件安装位置，设计阀体间气体管路以及用于与阀体连接的进气口和出气口。

具体地，在本实施例中，根据各种材料的属性参数的对比，选择铝合金作为打印材料，通过对打印铝合金的强度等参数的计算，得出壁厚，既能保证强度，又能减轻重量。采用增材技术(也即3D打印技术)制作气路板，其具体包括设计阶段和打印阶段，首先根据需要设计增材模型，其包括但不限于阀体外壳的设计、气体管路的设计、紧固件安装位置的设计以及进气口和出气口的设计，通过合理设计阀体外壳和气体管路的形状和尺寸并合理安排其位置和排布方式，实现轻量化和紧凑型设计，节省材料消耗，占地面积小；通过增材技术还能打印出传统方式无法构建的特殊形状或复杂外形等，精度高，简化生产制作流程，实现快速设计并制作。

进一步地，本发明采用了增材技术制作气路板，可根据阀体的种类进行外壳和气体管路的相应设计，因此模型和打印出来的气路板也不固定，根据需要可共用阀体壁厚，改变了传统制作工艺生产单一外形气路板的生产方式，可按照需求进行定制化设计。举例来说，如图2所示，该气路板构造了二位三通阀外壳1和球阀外壳2，如图3所示，该气路板构造了球阀外壳2、小球阀外壳3、二位三通阀外壳1和子弹阀外壳4。

在其中一个实施例中，还包括：

S3、将经过增材制造完成后的气路板表面进行光滑处理。在本实施例中，经过增材制造完成后的气路板表面粗糙程度较高，因此需要加工打磨对表面进行光滑处理，达到所需要的表面粗糙程度。

在其中一个实施例中，如图5所示，还包括：当相邻阀体外壳之间的间隙超过预设值时，通过加强筋将相邻阀体外壳连接起来。在本实施例中，当阀体外壳之间的间隙较大时，可通过十字加强筋12进行连接固定，既能增大阀体外壳的接触面积，又能尽可能的减少增重，还能增强整个气路板的机械稳定性。

在其中一个实施例中，还包括：S4、将阀体部件安装于阀体外壳内部。在本实施例中，气路板内部只安装阀体的关键部件，采用嵌入式安装方式，不额外占据空间。如图4所示，以气路板中的电磁阀为例，内部安装部分包括弹簧5、阀芯套6、阀芯柱7、气动垫8、密封圈9以及电磁头10等。

在其中一个实施例中，如图5所示，步骤S1还包括：根据阀体外壳的外形，在阀体外壳的四周和加强筋上构造螺栓安装板11，采用螺栓柱穿过螺栓安装板11进行固定。如图5所示，在本实施例中，外部安装采用在气路板四周安装螺栓柱以实现稳定牢固的目的，螺栓安装板11构造有螺孔以提供螺栓柱安装位置，螺栓柱的数量及螺纹尺寸规格可根据实际情况所确定。

本发明实施例还提供一种气路板，其采用本发明实施例的基于增材技术的气路板制作方法制作而成。

下面对本发明实施例提供的气路板组件进行描述，下文描述的气路板组件与上文描述的基于增材技术的气路板制作方法可相互对应参照。

一种气路板组件，其包括：气路板和阀体，气路板采用根据上述实施例的基于增材技术的气路板制作方法制作而成，阀体安装于气路板的阀体外壳内部，阀体之间构造有气体管路，气路板上构造有与阀体连接的进气口和出气口。

在其中一个实施例中，还包括：加强筋，加强筋连接于相邻阀体外壳之间。在本实施例中，采用十字加强筋12连接阀体外壳，加强气路板的整体机械强度。

采用本发明的基于增材技术的气路板制作方法制作而成的气路板，在不影响所需功能的情况下，能尽可能的减小阀体与阀体、阀体与气体管路之间的距离，甚至可以使阀体壁厚共用，从而极大地节省了空间和重量。采用增材技术(即3D打印技术)，可以任意安排气体管路，其制造工期短，精度高，能更好地生产出原有设计方案的气路板。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。