[发明专利]一种用于制造三维物体的温度控制方法

说明书

技术领域

本发明属于增材制造领域，具体涉及一种用于制造三维物体的温度控制方法。

背景技术

增材制造技术（AdditiveManufacturing，简称AM）是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，自二十世纪八十年代末发展至今，己成为现代先进制造技术中的一项支柱技术。选择性激光烧结（SelectiveLaserSintering，简称SLS）是近年来发展最为迅速的增材制造技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造，不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，应用范围广。选择性激光烧结工艺的基本过程是：送粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉装置将一层粉末材料平铺在成型缸已成型零件的上表面，加热装置将粉末加热至设定的粉末烧结温度，振镜控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末的温度升至熔化点，粉末熔化烧结并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个三维物体制造。

在用于制造三维物体的装置制造过程中，温度控制起到至关重要的作用。目前的激光烧结设备中，主要采用温度检测模块（以红外探头为例）探测成型缸粉床的温度，然而当工作平面中红外探头对应的区域放置有需烧结工件时，此工件在扫描时，会使得红外探头探测的温度偏高，而此温度却不是工作区域的真实温度。此时若采用传统PID算法自动调节加热器的占空比，则由于红外探头探测的温度偏高，从而势必为降低加热器的占空比，从而使得工作区域的温度达不到设定温度，从而使工件出现翘曲、收缩现象，影响工件尺寸的精度。

发明内容

针对现有技术存在的的技术问题，本发明提供了一种避免工件出现翘曲、收缩现象，从而提高工件尺寸精度的一种用于制造三维物体的温度控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于制造三维物体的温度控制方法，包括以下步骤：

当工作平面温度检测模块对应区域存在待成型工件时，在所述对应区域的扫描过程控制加热器采用恒定的第一占空比进行加热，以使工作区域的实际温度达到设定温度；

当所述对应区域扫描结束，待预设时间后，将温度检测模块检测的温度减去设定温度得到差值，当差值大于或等于预设值，且温度检测模块检测的温度存在下降趋势时，控制加热器采用恒定的第二占空比进行加热以使继续扫描时，工作区域的实际温度达到设定温度；否则，通过PID算法自动调节加热器的占空比进行加热。

进一步优选地，在当层工作区域的扫描过程中，将所述对应区域之前进行扫描的区域记作先扫描区域，在所述先扫描区域的扫描过程通过PID算法自动调节加热器的占空比进行加热。

进一步优选地，所述方法还包括：

在对工作区域进行铺粉的过程，控制加热器采用恒定的第三占空比进行加热，以使扫描前工作区域的实际温度达到设定温度。

进一步优选地，所述预设值为1℃。

进一步优选地，所述预设时间为1-2s。

进一步优选地，所述第一占空比通过工作平面温度检测模块对应区域未存在待成型工件时所对应的温控曲线计算得到。

进一步优选地，所述第二占空比通过工作平面温度检测模块对应区域未存在待成型工件时所对应的温控曲线计算得到。

进一步优选地，所述温度检测模块为红外探头。

本发明的用于制造三维物体的温度控制方法，通过包括步骤：当工作平面温度检测模块对应区域存在待成型工件时，在所述对应区域的扫描过程控制加热器采用恒定的第一占空比进行加热，以使工作区域的实际温度达到设定温度；当所述对应区域扫描结束，待预设时间后，将温度检测模块检测的温度减去设定温度得到差值，当差值大于或等于预设值，且温度检测模块检测的温度存在下降趋势时，控制加热器采用恒定的第二占空比进行加热以使继续扫描时，工作区域的实际温度达到设定温度；否则，通过PID算法自动调节加热器的占空比进行加热，使得本发明的用于制造三维物体的温度控制方法避免了扫描过程中，由于工作区域的温度达不到设定温度而使工件出现翘曲、收缩的现象，因此本发明提高了工件尺寸精度。

附图说明

图1是用于制造三维物体的温度控制方法提供的一实施例的方法流程图。

具体实施方式