[发明专利]一种基于扫描线长度优化的激光选区熔化分区方法

说明书

本发明公开了一种基于扫描线长度优化的激光选区熔化分区方法，包括以下步骤：采用第一分区线对所述轮廓文件进行条形分区，获得若干第一分区；采用第二分区线对每一第一分区进行条形分区，将每一第一分区划分为两部分；以第二分区线与轮廓文件边界线的交点为原点，在轮廓文件区域内，分别向与之相邻的第一分区线做垂线段，根据第一分区线和垂线段，确定第三分区线，并根据第三分区线划分轮廓文件确定最终分区。经优化后的最终分区内填充线长度适中，避免了因填充线过短或过短，导致加工扫描时，造成热量瞬时堆积，或，在同一加工区域内，一部分区域处于熔化状态，而另一部分区域却已经冷却的现象，从而影响零件质量。

技术领域

本发明涉及三维打印技术领域，具体涉及一种基于扫描线长度优化的激光选区熔化分区方法。

背景技术

激光选区熔化技术是以原型制造技术为基本原理发展起来的一种先进的激光增材制造技术，通过专用软件对零件三维数模进行切片分层，获得各截面的轮廓数据后，利用高能量激光束根据轮廓数据逐层选择性地熔化金属粉末，通过逐层铺粉，逐层熔化凝固堆积的方式，制造三维实体零件。

在激光选区熔化加工过程中，工件的加工质量受到了如激光光斑尺寸、扫描速度、扫描间距、扫描路径、扫描线长度等工艺参数的制约；在众多的加工工艺参数中，扫描线的长度一直是被忽略的对象；但是采用不同的扫描线长度进行加工，会导致最终产品质量的不同，具体地，扫描线过长，会造成在同一加工区域内，一部分区域处于熔化状态，而另一部分区域却已经冷却的现象，使得零件上同一加工区域内的应力分布不均，从而降低产品质量；而扫描线过短，则会造成热量瞬时堆积的现象，最终也会降低零件的性能。

目前，在采用激光选区熔化技术加工过程中，大多采用条形分区的方式对一层轮廓文件进行分区，在这种情况下，填充线的长度受制于条形分区宽度和角度的影响；因此，如何合理规划填充线长度的问题就转变为如何合理规划条形分区的问题。

发明内容

为了克服现有技术中因条形分区设置不合理，致使扫描线长度过短或过长，从而影响加工工件品质的技术问题，进而提供一种基于扫描线长度优化的激光选区熔化分区方法。

本发明所述的基于扫描线长度优化的激光选区熔化分区方法，包括以下步骤：

向激光选区熔化设备导入所需制备工件的三维模型；

对三维模型切片，获取并识别工件的一层截面轮廓文件；

采用第一分区线对轮廓文件进行条形分区，获得若干第一分区，其中，相邻第一分区线之间的分区宽度为d，第一分区线与水平方向的夹角为α；

采用第二分区线对每一第一分区进行条形分区，将每一第一分区划分为两部分，其中，第二分区线与其所在的第一分区一侧的第一分区线之间的距离为e，e的取值范围为0ed，第二分区线与水平方向的夹角为α；

以第二分区线与轮廓文件边界线的交点为原点，在轮廓文件区域内，分别向与之相邻的第一分区线做垂线段，根据第一分区线和垂线段，确定第三分区线，并根据第三分区线划分轮廓文件确定最终分区。

优选地，采用第一分区线对轮廓文件进行条形分区，具体包括如下操作步骤：

设定相邻第一分区线之间的分区宽度为d、第一分区线与水平方向的夹角为α；

在轮廓文件区域内，以第一分区线等间距排布的方式，进行条形分区，获得若干第一分区。

优选地，确定第三分区线，并根据第三分区线划分轮廓文件确定最终分区，具体包括如下操作步骤：

获取第一分区线与轮廓文件边界线的第一交点，以及第二分区线与轮廓文件边界线的第二交点；

在轮廓文件区域内，以每一第二交点为原点，分别向与之相邻的第一分区线做垂线段，每一垂线段将与之相交的第一分区线划分为两部分；