CN118046006A - 激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构、轴流轮及成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构、轴流轮及成形方法，该支撑结构包括第一支撑结构，用于对叶片的叶盆侧进行支撑，包括第一主体支撑部和第一支撑凸台，所述第一主体支撑部位于叶盆侧且为沿叶盆侧型面变化的随形支撑，所述第一主体支撑部还设置在叶片自由端；第二支撑结构，用于对叶片的叶背侧进行支撑，所述第二支撑结构包括第二主体支撑部和第二支撑凸台，所述第二主体支撑部位于叶背侧且为沿叶背侧型面变化的随形支撑，所述第二主体支撑部还设置在叶片自由端；第三支撑结构，用于对叶片进气边进行支撑，所述第三支撑结构沿着叶片的前缘进行随形设置。本发明支撑结构既能抑制叶片变形而又不损伤叶片表面。

Description

激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构、轴流轮及成形 方法

技术领域

本发明属于金属激光增材制造领域，涉及一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构、轴流轮及成形方法，尤其是一种去除方便、不降低零件表面质量且能显著降低叶片变形量的激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构。

背景技术

轴流轮为弹用涡扇发动机压气机系统的核心部件，通过驱动气体流动实现对气体做功，将外界输入的机械功转变成气体的热能和机械能，结构如图1所示。轴流轮组件为复杂薄壁结构，主要由轴流盘、轴流叶片、销钉和挡圈组成，其中轴流盘为回转体，轴流叶片为空间异形薄壁曲面结构、产品外形紧凑，结构复杂，共包含24个零件。传统制造模式下，轴流盘为钛合金机加件、挡圈为钛合金机加件、销钉为调质钢标准件、轴流叶片为不锈钢机加件、叶片和盘采用插接连接，并通过组件整体机加达到产品状态，零件加工工序冗长、材料利用率低、周转时间长、可靠性低。

激光选区熔化技术(SLM)是通过激光选择性熔化金属粉末，并逐层叠加累积成形零件的新型制造工艺。该技术不受零件复杂程度影响，具有制造周期短，制造成本低等优点，是高性能轻量化制造的主要实现手段，甚至已发展成为部分导弹发动机核心部件快速一体化制造的重要发展方向。采用增材制造方案后，零件为不锈钢整体打印整体机加，材料利用率高，零件数量由24个降低为1个，如图2所示，工序大幅度降低、可靠性高，加工周期可缩短一倍以上。

轴流轮的激光选区熔化成形方案相较于传统制造方案存在明显优势，但是成形过程中金属粉末极短时间内熔化和凝固，零件内部产生极大热应力，零件变形明显，该问题在以轴流轮为代表的复杂薄壁叶片结构上尤为突出，目前主要通过MAGICS软件里面添加支撑结构，目前主流的支撑添加方式采用网格支撑与锥状支撑的组合模式，如图3所示，该方案支撑结构强度高，可显著抑制叶片变形，但是由于叶片薄，支撑去除后叶身表面存在较多的凸点和凹坑，表面质量较差，不满足设计要求，因此亟需设计一种抑制叶片变形而又不损伤叶片表面的支撑结构。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提供了一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构、轴流轮及成形方法。

本发明的技术解决方案如下：

根据一方面，提供一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，该支撑结构包括：

第一支撑结构，所述第一支撑结构用于对叶片的叶盆侧进行支撑，所述第一支撑结构包括第一主体支撑部和第一支撑凸台，所述第一主体支撑部设置在所述叶盆侧且为沿叶盆侧型面变化的随形支撑，第一主体支撑部的一侧端面与叶片自由端的端面相平齐，第一主体支撑部的支撑厚度不超过L，L为叶片长度；所述第一支撑凸台位于第一主体支撑部的远离叶片侧的一端并设置在所述第一主体支撑部的一侧端面上；

第二支撑结构，所述第二支撑结构用于对叶片的叶背侧进行支撑，所述第二支撑结构包括第二主体支撑部和第二支撑凸台，所述第二主体支撑部设置在所述叶背侧且为沿叶背侧型面变化的随形支撑，第二主体支撑部的一侧端面与叶片自由端的端面相平齐，第二主体支撑部的支撑厚度不超过L，L为叶片长度；所述第二支撑凸台位于第二主体支撑部的远离叶片侧的一端并设置在所述第二主体支撑部的一侧端面上；

第三支撑结构，所述第三支撑结构用于对叶片进气边进行支撑，所述第三支撑结构沿着叶片的前缘进行随形设置。

进一步地，所述第三支撑结构与第一主体支撑之间的间隙为0.1-0.2mm；所述第三支撑结构与第二主体支撑之间的间隙为0.1-0.2mm。

进一步地，成形时，在设置所述第三支撑结构时，通过偏置命令将靠近叶片侧的第三支撑结构沿远离叶片侧的方向偏置设定距离以使叶片与第三支撑结构的间隙为1-2个打印层厚。

进一步地，所述设定距离为0.04-0.08mm。

进一步地，在所述第三支撑结构上沿着叶型方向形成有间隔设置的多个通孔。

进一步地，通孔尺寸均为Φ0.5mm，任意相邻通孔之间的孔间距为0.2-2mm。

进一步地，所述第一支撑凸台和第二支撑凸台的厚度均不小于2mm。

进一步地，第一主体支撑部的靠近叶片侧部分两侧还进行倒角处理以使第一主体支撑部与叶片的接触宽度为0.15-0.35mm；第二主体支撑部的靠近叶片侧部分两侧还进行倒角处理以使第二主体支撑部与叶片的接触宽度为0.15-0.35mm。

进一步地，第一主体支撑部和第二主体支撑部的支撑厚度均为1.5-3mm。

进一步地，所述叶片为轴流轮叶片，任意轴流轮叶片均采用所述支撑结构。

进一步地，所述轴流轮叶片中的若干个轴流轮叶片中的任意一个的支撑结构还进行如下设计：在叶盆侧和叶背侧原有第一支撑结构和第二支撑结构的基础上，将对应的第一支撑凸台和第二支撑凸台的厚度均增加一倍以上；其中，通过下述方法从多个轴流轮叶片中筛选出所述若干个轴流轮叶片：确定零件的摆放角度，保持该摆放角度不变，寻找打印时与刮刀方向低于5°的叶片。

根据另一方面，提供一种轴流轮激光选区熔化成形方法，该方法包括：

建立轴流轮的三维模型；

对所述三维模型进行支撑添加，其中，轴流轮叶片采用上述的支撑结构；

设置激光选区熔化成形工艺参数并进行激光选区融化成型；

后处理。

根据在一方面，提供一种轴流轮，该轴流轮采用上述激光选区熔化成形方法成形得到。

上述技术方案通过设计第一、二、三支撑结构对叶片进行支撑，其中，第一支撑结构位于叶盆侧且设置在叶片自由端以对叶盆侧进行支撑，且具有特定支撑厚度，第二支撑结构位于叶背侧且设置在叶片自由端以对叶背侧进行支撑，且具有特定支撑厚度，第三支撑结构沿着叶片的前缘进行随形设置以用于对叶片进气边进行支撑，由此，三个支撑结构相配合实现了对复杂薄壁叶片的支撑，该支撑结构结构强度高、便于去除，能够显著抑制叶片变形，并且支撑去除后叶片表面质量不受显著影响(即不损伤叶片表面)。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为轴流轮结构示意图；

图2为轴流轮增材结构示意图；

图3为现有采用网格支撑与锥状支撑的组合方案；

图4为本发明实施例提供的第一支撑结构的结构示意图；

(a)第一支撑结构；(b)叶盆侧第一支撑结构

图5为本发明实施例提供的第二支撑结构的结构示意图；

(a)第二支撑结构；(b)叶背侧第二支撑结构

图6为本发明实施例提供的第三支撑结构的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的优化的第一支撑结构和第二支撑结构的结构示意图；

上述附图包括以下附图标记：

10、第一支撑结构；11、第一主体支撑部；12、第一支撑凸台；20、第二支撑结构；21、第二主体支撑部；22、第二支撑凸台；30、第三支撑结构。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1-2所示，在本发明的一个实施例中，提供一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，该支撑结构包括第一支撑结构10、第二支撑结构20和第三支撑结构30，所述第一支撑结构10用于对叶片的叶盆侧进行支撑，所述第一支撑结构10包括第一主体支撑部11和第一支撑凸台12，所述第一主体支撑部11设置在所述叶盆侧且为沿叶盆侧型面变化的随形支撑，第一主体支撑部11的一侧端面与叶片自由端的端面相平齐，第一主体支撑部11的支撑厚度不超过L，L为叶片长度；所述第一支撑凸台12位于第一主体支撑部11的远离叶片侧的一端并设置在所述第一主体支撑部11的一侧端面上；所述第二支撑结构20用于对叶片的叶背侧进行支撑，所述第二支撑结构20包括第二主体支撑部21和第二支撑凸台22，所述第二主体支撑部21设置在所述叶背侧且为沿叶背侧型面变化的随形支撑，第二主体支撑部21的一侧端面与叶片自由端的端面相平齐，第二主体支撑部21的支撑厚度不超过L，L为叶片长度；所述第二支撑凸台22位于第二主体支撑部21的远离叶片侧的一端并设置在所述第二主体支撑部21的一侧端面上；所述第三支撑结构30用于对叶片进气边进行支撑，所述第三支撑结构30沿着叶片的前缘进行随形设置。

本领域技术人员知晓，叶片的叶背是指叶身向外凸的表面，叶盆则是指叶身向外凹的表面，前缘则是叶身进气边连接叶盆、叶背的部分。

本发明实施例中，叶片的自由端是指叶片未与其他部件相连接的一端。

也即，本发明实施例中，第一主体支撑部11和第二主体支撑部21分别位于叶身两侧，第一主体支撑部11位于叶盆侧且沿叶盆侧型面变化随形设计，第二主体支撑部21位于叶背侧且沿叶背侧型面变化随形设计，并且第一主体支撑部11和第二主体支撑部21均位于在叶片自由端一侧，两者一侧端面均与叶片自由端端面相平齐，且支撑厚度均不超过L，可见，本发明实施例是在叶片自由端端部设计支撑结构，而且，为了保证支撑强度，还分别设计第一支撑凸台12和第二支撑凸台22进行加强。同时，还设计第三支撑结构30对叶片进气边进行支撑，第三支撑结构30沿着叶片的前缘进行随形设置。可见，不同于现有叶片的网格支撑与锥状支撑的组合模式，本发明实施例并未直接在叶身表面设计支撑结构，能够避免支撑去除后使得叶身表面存在较多的凸点和凹坑。

较佳地，第一支撑凸台12与第一主体支撑部11远离叶片侧的一端随形设计，边沿相齐平；第二支撑凸台22与第二主体支撑部21远离叶片侧的一端随形设计，边沿相齐平。

应用上述配置方式，通过设计第一、二、三支撑结构对叶片进行支撑，其中，第一支撑结构位于叶盆侧且设置在叶片自由端以对叶盆侧进行支撑，且具有特定支撑厚度，第二支撑结构位于叶背侧且设置在叶片自由端以对叶背侧进行支撑，且具有特定支撑厚度，第三支撑结构沿着叶片的前缘进行随形设置以用于对叶片进气边进行支撑，由此，三个支撑结构相配合实现了对复杂薄壁叶片的支撑，该支撑结构结构强度高、便于去除，能够显著抑制叶片变形，并且支撑去除后叶片表面质量不受显著影响(即不损伤叶片表面)。

在上述实施例中，为了保证支撑强度，所述第一支撑凸台12和第二支撑凸台22的厚度均不小于2mm。

在上述实施例中，为了便于第一支撑结构和第二支撑结构的去除，第一主体支撑部11的靠近叶片侧部分两侧还进行倒角处理以使第一主体支撑部11与叶片的接触宽度为0.15-0.35mm；第二主体支撑部21的靠近叶片侧部分两侧还进行倒角处理以使第二主体支撑部21与叶片的接触宽度为0.15-0.35mm。

较佳地，第一主体支撑部11和第二主体支撑部21的支撑厚度均为1.5-3mm。

也即，本发明实施例中第一主体支撑部11和第二主体支撑部21厚度均比轴流轮叶片长度小很多，也即，本发明实施例是在叶片端部设置支撑结构。

在上述实施例中，为了便于第三支撑结构的去除，所述第三支撑结构30与第一主体支撑之间的间隙为0.1-0.2mm；所述第三支撑结构30与第二主体支撑之间的间隙为0.1-0.2mm。

在上述实施例中，为了保证叶片的成形以及第三支撑结构便于去除，成形时，在设置所述第三支撑结构30时，通过偏置命令将靠近叶片侧的第三支撑结构30沿远离叶片侧的方向偏置设定距离以使叶片与第三支撑结构30的间隙为1-2个打印层厚。

较佳地，所述设定距离为0.04-0.08mm。

在上述实施例中，为了便于第三支撑结构的去除，在所述第三支撑结构30上沿着叶型方向形成有间隔设置的多个通孔。

较佳地，通孔尺寸均为Φ0.5mm，任意相邻通孔之间的孔间距为0.2-2mm。

根据本发明一种实施例，所述叶片为轴流轮叶片，任意轴流轮叶片均采用所述支撑结构。

作为一种具体实施例，可采用下述方式对任意轴流轮叶片的支撑结构进行设计：

叶盆侧防变形支撑结构设计，即第一支撑结构10设计：

利用UG等三维建模软件生成沿叶片叶盆侧型面变化的随形支撑，支撑端面与叶片端面平齐，支撑厚度为1.5-3.5mm；将靠近叶片侧支撑两侧倒角倒角，使得支撑与叶片的接触宽度为0.15-0.35mm，进一步在支撑远离叶片侧的一侧添加厚度不低于2mm的支撑凸台，如图4所示；

叶背侧防变形支撑结构设计，即第二支撑结构20设计：

利用UG等三维建模软件生成沿叶片叶背侧型面变化的随形支撑，支撑端面与叶片端面平齐，支撑厚度为1.5-3mm；将靠近叶片侧支撑两侧倒角，使得支撑与叶片的接触宽度为0.15-0.35mm，远离叶片侧的实体支撑添加厚度不低于2mm的支撑凸台，如图5所示；

进气边保形支撑结构设计，即第三支撑结构30设计：

利用UG等三维建模软件生成沿着叶片进气边叶型变化的随形支撑，该支撑与盆/背两侧支撑间隙为0.1-0.2mm，通过偏置命令将靠近叶片侧实体支撑沿远离叶片侧的方向偏置0.04-0.08的距离，保证叶片与实体支撑制件的间隙为1-2个打印层厚；沿着叶型方向，在实体支撑上面生成Φ0.5mm的孔，孔间距为0.2-2mm，如图6所示。

在上述实施例中，为了进一步优化支撑结构，进一步保证支撑强度和节约加工成本，所述轴流轮叶片中的若干个轴流轮叶片中的任意一个的支撑结构还进行如下设计：在叶盆侧和叶背侧原有第一支撑结构10和第二支撑结构20的基础上，将对应的第一支撑凸台12和第二支撑凸台22的厚度均增加一倍以上；其中，通过下述方法从多个轴流轮叶片中筛选出所述若干个轴流轮叶片：确定零件的摆放角度，保持该摆放角度不变，寻找打印时与刮刀方向低于5°的叶片。

具体来说，本发明实施例还进行辅助优化结构设计：确定零件的摆放角度，保持该摆放角度不变，寻找打印时与刮刀方向低于5°的叶片，共计4个，在叶盆侧与叶背侧现有防变形支撑结构的基础上，将这4个叶片对应的支撑结构上的支撑凸台的厚度增加1倍以上，最终方案如图7所示。

优选的，完成叶盆侧防变形支撑结构、叶背侧防变形支撑结构、进气边保形支撑结构以及辅助优化结构的设计后，在生成stl文件时应该与轴流轮分开导出，保证打印时，软件将轴流轮与支撑结构识别为不同的零件；

优选的，所述叶盆侧防变形支撑结构、叶背侧防变形支撑结构、进气边保形支撑结构以及辅助优化结构应将与刮刀的角度低于5°的部分进行圆角处理，减少打印时的卡刀现象。

以下以具体实施例和对比例说明本发明实施例支撑结构效果。

实施例1

1)利用UG等三维建模软件生成沿叶片叶盆侧型面变化的随形支撑，支撑端面与叶片端面平齐，支撑厚度为2mm；将靠近叶片侧支撑两侧倒角，使得支撑与叶片的接触宽度为0.2mm，远离叶片侧的实体支撑添加厚度为2.5mm的支撑凸台；

2)利用UG等三维建模软件生成沿叶片叶背侧型面变化的随形支撑，支撑端面与叶片端面平齐，支撑厚度为2mm；将靠近叶片侧支撑两侧倒角，使得支撑与叶片的接触宽度为0.2mm，远离叶片侧的实体支撑添加厚度为2.5mm的支撑凸台；

3)利用UG等三维建模软件生成沿着叶片进气边叶型变化的随形支撑，该支撑与盆/背两侧支撑间隙为0.15mm，通过偏置命令将靠近叶片侧实体支撑沿远离叶片侧的方向偏置0.04mm的距离；沿着叶型方向，在实体支撑上面生成Φ0.5mm的孔，孔间距为0.8mm；

4)确定零件的摆放角度，保持该摆放角度不变，寻找打印时与刮刀方向低于5°的叶片，共计4个，在叶盆侧与叶背侧现有防变形支撑结构的基础上，将这4个叶片对应的支撑结构上的支撑凸台的厚度由2.5mm增加至5mm。

实施例1中的支撑结构可以自支撑成形，支撑与叶片连接紧密，叶片结构不发生严重翘曲，打印过程顺利完成，并由经验丰富的钳工进行去支撑操作，发现叶盆侧防变形支撑、叶背侧防变形支撑以及进气边保形支撑与叶片的去除难度较低，不需要借助工具，可手动掰除，去处支撑后叶片型面完整，无残余支撑，经过三维扫描仪检测，叶片最大变形量为0.3mm。

对比例1

和实施例1的区别仅在于：1)中支撑与叶片的接触宽度为1mm，2)中，支撑与叶片的接触宽度为1mm，3)中通过偏置命令将靠近叶片侧实体支撑沿远离叶片侧的方向偏置0.01mm的距离。

对比实施例1中的支撑结构可以自支撑成形，支撑与叶片连接紧密，叶片结构不发生严重翘曲，打印过程顺利完成，并由经验丰富的钳工进行去支撑操作，发现叶盆侧防变形支撑、叶背侧防变形支撑以及进气边保形支撑与叶片的去除难度较高，无法手动去处，通过机加去除时找正难度高、颤刀明显、叶片厚度均匀性较难保证，可见支撑与叶片接触宽度和偏置距离的设计较为重要，需保持在一定范围内。；

对比实施例2

利用UG等三维建模软件生成沿叶片叶盆侧型面变化的随形支撑，支撑端面与叶片端面平齐，支撑厚度为2mm；将靠近叶片侧支撑两侧倒角，使得支撑与叶片的接触宽度为0.1mm，远离叶片侧的实体支撑添加厚度为2.5mm的支撑凸台；

利用UG等三维建模软件生成沿叶片叶背侧型面变化的随形支撑，支撑端面与叶片端面平齐，支撑厚度为2mm；将靠近叶片侧支撑两侧倒角，使得支撑与叶片的接触宽度为0.1mm，远离叶片侧的实体支撑添加厚度为2.5mm的支撑凸台；

利用UG等三维建模软件生成沿着叶片进气边叶型变化的随形支撑，该支撑与盆/背两侧支撑间隙为0.15mm，通过偏置命令将靠近叶片侧实体支撑沿远离叶片侧的方向偏置0.2mm的距离；沿着叶型方向，在实体支撑上面生成Φ0.5mm的孔，孔间距为0.8mm；

对比实施例2中的支撑结构与叶片连接强度较低，打印过程中叶片发生微翘曲，多次出现卡刀现象，随着打印过程的进行，热应力逐渐增大，与刮刀角度低于5°的叶片与叶片完全脱开，打印中断。

根据另一实施例，还提供一种轴流轮激光选区熔化成形方法，该方法包括：

建立轴流轮的三维模型；

对所述三维模型进行支撑添加，其中，轴流轮叶片采用上述的支撑结构；

设置激光选区熔化成形工艺参数并进行激光选区融化成型；

后处理。

本发明实施例中，建立轴流轮的三维模型、设置激光选区熔化成形工艺参数并进行激光选区融化成型以及后处理的具体手段均为本领域常规手段，在此不再详细展开描述，本发明实施例关键之处在于如何设计轴流轮叶片的支撑结构，也即采用上述实施例的叶片支撑结构。

根据另一实施例，还提供一种轴流轮，该轴流轮采用上述激光选区熔化成形方法成形得到。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (13)

1.一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，所述支撑结构包括：

第一支撑结构，所述第一支撑结构用于对叶片的叶盆侧进行支撑，所述第一支撑结构包括第一主体支撑部和第一支撑凸台，所述第一主体支撑部设置在所述叶盆侧且为沿叶盆侧型面变化的随形支撑，第一主体支撑部的一侧端面与叶片自由端的端面相平齐，第一主体支撑部的支撑厚度不超过L，L为叶片长度；所述第一支撑凸台位于第一主体支撑部的远离叶片侧的一端并设置在所述第一主体支撑部的一侧端面上；

第二支撑结构，所述第二支撑结构用于对叶片的叶背侧进行支撑，所述第二支撑结构包括第二主体支撑部和第二支撑凸台，所述第二主体支撑部设置在所述叶背侧且为沿叶背侧型面变化的随形支撑，第二主体支撑部的一侧端面与叶片自由端的端面相平齐，第二主体支撑部的支撑厚度不超过L，L为叶片长度；所述第二支撑凸台位于第二主体支撑部的远离叶片侧的一端并设置在所述第二主体支撑部的一侧端面上；

第三支撑结构，所述第三支撑结构用于对叶片进气边进行支撑，所述第三支撑结构沿着叶片的前缘进行随形设置。

2.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，所述第一支撑凸台和第二支撑凸台的厚度均不小于2mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，第一主体支撑部的靠近叶片侧部分两侧还进行倒角处理以使第一主体支撑部与叶片的接触宽度为0.15-0.35mm；第二主体支撑部的靠近叶片侧部分两侧还进行倒角处理以使第二主体支撑部与叶片的接触宽度为0.15-0.35mm。

4.根据权利要求3所述的一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，第一主体支撑部和第二主体支撑部的支撑厚度均为1.5-3mm。

5.根据权利要求4所述的一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，所述第三支撑结构与第一主体支撑之间的间隙为0.1-0.2mm；所述第三支撑结构与第二主体支撑之间的间隙为0.1-0.2mm。

6.根据权利要求3所述的一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，成形时，在设置所述第三支撑结构时，通过偏置命令将靠近叶片侧的第三支撑结构沿远离叶片侧的方向偏置设定距离以使叶片与第三支撑结构的间隙为1-2个打印层厚。

7.根据权利要求6所述的一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，所述设定距离为0.04-0.08mm。

8.根据权利要求1或6所述的一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，在所述第三支撑结构上沿着叶型方向形成有间隔设置的多个通孔。

9.根据权利要求8所述的一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，通孔尺寸均为Φ0.5mm，任意相邻通孔之间的孔间距为0.2-2mm。

10.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，所述叶片为轴流轮叶片，任意轴流轮叶片均采用所述支撑结构。

11.根据权利要求2所述的一种激光选区熔化成形复杂薄壁叶片支撑结构，其特征在于，所述轴流轮叶片中的若干个轴流轮叶片中的任意一个的支撑结构还进行如下设计：在叶盆侧和叶背侧原有第一支撑结构和第二支撑结构的基础上，将对应的第一支撑凸台和第二支撑凸台的厚度均增加一倍以上；其中，通过下述方法从多个轴流轮叶片中筛选出所述若干个轴流轮叶片：确定零件的摆放角度，保持该摆放角度不变，寻找打印时与刮刀方向低于5°的叶片。

12.一种轴流轮激光选区熔化成形方法，其特征在于，所述方法包括：

建立轴流轮的三维模型；

对所述三维模型进行支撑添加，其中，轴流轮叶片采用权利要求1-11所述的支撑结构；

设置激光选区熔化成形工艺参数并进行激光选区融化成型；

后处理。

13.一种轴流轮，其特征在于，所述轴流轮采用权利要求12所述的激光选区熔化成形方法成形得到。