[发明专利]基于增材制造技术的加工方法和装置

权利要求书

1.一种基于增材制造技术的加工方法，其特征在于，包括：

计算反向补偿曲线；

根据产品(10)的预设变形量，确定所述预设加工曲线和所述反向补偿曲线的交互区域(20)；

所述预设加工曲线包括位于所述交互区域(20)内的第一部分曲线(S1)和位于所述交互区域(20)之外的第二部分曲线(S2)，将所述第一部分曲线(S1)替换为所述反向补偿曲线的位于所述交互区域(20)内的第三部分曲线(S3)，通过所述第三部分曲线(S3)和所述第二部分曲线(S2)建立新的加工曲线；和

按照所述新的加工曲线加工所述产品(10)。

2.根据权利要求1所述的基于增材制造技术的加工方法，其特征在于，所述计算反向补偿曲线的操作包括：

对所述产品(10)的变形进行预测；

根据预测结果计算所述产品(10)在变形方向上的位移；

根据所述位移，建立所述产品(10)在变形区域的函数模型；和

根据所述函数模型，获得所述产品(10)的反向补偿曲线。

3.根据权利要求2所述的基于增材制造技术的加工方法，其特征在于，对所述产品(10)的变形进行预测的操作包括：

对所述产品(10)的受力情况进行分析；和

计算引起所述产品(10)发生变形的力或力矩的大小。

4.根据权利要求3所述的基于增材制造技术的加工方法，其特征在于，根据预测结果计算所述产品(10)在变形方向上的位移的操作包括：

根据计算所得的力或力矩的大小，分别计算所述产品(10)在第一预设方向和第二预设方向上的位移大小，所述第一预设方向和所述第二预设方向相互垂直。

5.根据权利要求2所述的基于增材制造技术的加工方法，其特征在于，所述产品(10)包括中心设有通孔的筒形件，所述产品(10)通过3D打印机打印而成，对所述产品(10)的变形进行预测的操作包括：

假设所述产品(10)包括n层悬臂梁，各层所述悬臂梁发生变形后的偏差用对应层的所述悬臂梁的末端节点处的X方向位移和Y方向位移来表示；

对于沿X方向的长度为x的节点i(1≤i≤n)，沿Y方向位于所述节点i上方的所述悬臂梁的总厚度h(x)的计算公式为：

其中，H_j为第j(i≤j≤n)层所述悬臂梁的高度，R为所述产品(10)的半径；

当所述产品(10)成形到第j层时，假设已熔化层中产生的拉伸残余应力假定为材料的屈服应力σ_y，承载拉伸残余应力σ_y的所述悬臂梁的厚度为mt，m为熔池穿透深度与层厚的比值，t为每层所述悬臂梁的厚度；

所述节点i受到的轴向压力F_int和向上弯曲的力矩M_int的计算公式分别为：

F_int＝σ_ymtb

其中，b为所述悬臂梁的宽度，轴向压力F_int和力矩M_int分别使所述悬臂梁在-X方向和+Y方向发生变形。

6.根据权利要求5所述的基于增材制造技术的加工方法，其特征在于，根据预测结果计算所述产品(10)在变形方向上的位移的操作包括：

计算所述节点i在X方向上的位移：

变截面的所述悬臂梁的轴向压缩变形量δ(x)的计算公式为：

其中，变截面的面积A(x)＝b×(h(x)+t)，E为材料杨氏模量；

第j层所述悬臂梁对所述节点i造成的沿X方向的位移计算公式为：

其中，x_i为所述节点i的X坐标，在打印过程中，第i层及以上的成形层对所述节点i造成的沿X方向的位移计算公式为：