[发明专利]超大截面的金属3D打印方法及打印设备

说明书

本发明涉及一种超大截面的金属3D打印方法及打印设备，包括步骤：1)对成形区域进行划分得到多个成形子区域集，将零件当前待打印层的截面划分成子截面集；2)沿X向进行铺粉并沿Y向移动风路系统；3)待整个成形区域的铺粉工作完成后，沿Z向移动风路系统；4)开始对第一子截面进行激光打印；5)移动风路系统对第二子截面进行激光打印；6)完成零件当前待打印层所有子截面的打印；7)重复前述步骤直至完成零件所有待打印层的打印。本发明实现超大截面轮廓打印以及可有效提高工作效率的超大截面的金属3D打印方法及打印设备。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，涉及一种金属3D打印方法及打印设备，尤其涉及一种超大 截面的金属3D打印方法及打印设备。

背景技术

SLM设备是一种基于选区激光烧熔技术的3D打印设备，是一种逐层铺粉、逐层打印、累 积成形的技术。现有设备都包含了铺粉系统和风路控制系统，风路控制系统位置固定，包含 了吹风系统和吸风系统，覆盖整个成形区域。吹风口、吸风口和刮刀三者的工作平面都是基 材，三者基本处在同一平面。如图1所示是两种主流的铺粉系统和风路控制系统的布局。

目前设备的成形区域大都在1000×1000mm以内，在对风路控制系统做流体仿真设计的情 况下，1000mm的跨度范围可以达到良好的吹风和吸粉效果，但随着市场对高效率需求不断增 加，SLM设备必然往更大型方向发展。设备成形区域面积需求不断增加，如成形区域增加到 2000×2000mm甚至更大，设备的铺粉结构、吹风系统结构、吸风系统结构尺寸增大；风场风速也要增加，流体仿真设计难度增大，难以实现良好的吹风和吸粉效果，打印零件的质量无 法保证。现有设备铺粉系统和风路控制系统无法适用超大型的SLM设备。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种实现超大截面轮廓打印以 及可有效提高工作效率的超大截面的金属3D打印方法及打印设备。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超大截面的金属3D打印方法，其特征在于：所述超大截面的金属3D打印方法包括以 下步骤：

1)对成形区域进行划分得到多个相等面积的成形子区域集，根据成形子区域集将零件当 前待打印层的截面划分成子截面集，所述子截面集至少包括第一子截面以及第二子截面；

2)对整个成形区域沿X向进行铺粉的同时沿Y向移动风路系统，使风路系统移动至第一 子截面上；

3)待整个成形区域的铺粉工作完成后，沿Z向移动风路系统，使风路系统运动到第一子 截面的工作平面；

4)开始对第一子截面进行激光打印；

5)待第一子截面打印完成后，沿Y向移动风路系统，使风路系统移动至第二子截面上并 对第二子截面进行激光打印；

6)重复步骤5)直至完成零件当前待打印层所有子截面的打印；

7)判断零件当前待打印层所在截面是否是零件所有待打印层的最后一层，若是，则退出 本方法；若否，则将基材下降一个打印层厚的距离后，复原风路系统，重复步骤1)至步骤6) 直至完成零件所有待打印层的打印。

上述步骤1)中对成形区域进行划分得到多个相等面积的成形子区域集的具体实现方式 是：

a)获取风路系统中吹风口和吸粉口的上限距离Y_max；

b)获取激光器的扫描面积的上限S_max；所述S_max和所选激光器型号相关；

c)结合Y_max和S_max将成形区域划分多个相等面积的成形子区域集：