[发明专利]针对尖角特征的增减材制造方法

说明书

本发明属于3D打印技术领域，涉及一种针对尖角特征的增减材制造方法，包括：1)获取三维模型切片，并将三维模型切片的切片轮廓划分为外轮廓和内孔；2)分别在步骤1)所得到的外轮廓和内孔中进行尖角特征识别；3)根据识别的尖角特征生成用于超快激光进行减材操作的减材路径；4)结合步骤3)所得到的减材路径以及由切片轮廓得到的用于激光进行增材操作的增材路径得到三维模型切片的打印路径；5)执行打印路径，完成对含有尖角特征的增减材制造。本发明提供了一种确保3D打印的几何精度及成型质量的针对尖角特征的增减材制造方法。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，涉及一种增减材成型打印方法，尤其涉及一种针对尖角特征的增减材制造方法。

背景技术

选择性激光熔化增材制造技术(SLM)是一种以激光为热源，通过三维模型切片、由填充路径驱动的自下而上、层层堆积的先进制造技术。通过三维模型切片得到切片轮廓，切片轮廓中会存在大量的尖角特征(当两条相邻线段的夹角度数小于60度时定义为尖角特征)，由于激光成型时的固有特点，在尖角对应的拐点处往往成型为圆角，而夹角度数越小，拐点处对应的圆弧越大，影响最终的成型质量。

目前消除尖角处的成型误差主要通过打印结束后的精加工，但该方法效率较低，需要增加额外的人力成本、以及时间成本。例如，申请号为2021100033700.6的发明申请中，公开了一种大尺寸夹层直槽环状构件激光增减材制造方法，建立适用于激光熔化沉积成型和激光切割减材制造的大尺寸夹层直槽环状构件三维模型；设定切片软件平台中的激光熔化沉积成型工艺参数和激光切割减材制造工艺参数；确定生长方向，摆放好大尺寸夹层直槽环状构件三维模型，并将其导入已完成设定的切片软件平台进行切片处理；在惰性气体的保护下进行增减材制造；成型完成后回收舱内粉末，对未分离的环状构件及基板进行退火处理；使用线切割分离基板和环状零件；对环状构件做最终热处理处理。本发明获得的大尺寸夹层直槽环状构件性能高、表面粗糙度低、成型精度高，为大尺寸夹层直槽环状构件的最终制造提供了一种全新方法。再例如，申请号为201910712621.5的发明申请中，公开了一种基于激光增减材复合制造精细工件的近净成型方法，利用软件生成三维数模逐层切片层的构造参数，进行激光增材加工，在激光增材加工过程中交替进行超快脉冲激光减材加工至形成三维实体。其装置包括计算机控制装置、密封成型室、光路选取系统和惰性气体保护气源；增材加工时，计算机控制装置控制光路选取系统选取增材激光发射器的激光，进行激光增材加工；减材加工时，光路选取系统控制光路选取系统选取减材激光发射的超快脉冲激光，进行超快脉冲激光减材加工。

然而，超快激光具有脉冲宽度极短、峰值功率极高及覆盖频率范围极广的特点，在精微加工方面具备许多传统工艺不具有的优良特性，将超快激光用于SLM技术中某些特殊结构的精细加工将有利于调高构件的整体成型精度。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种确保3D打印的几何精度及成型质量的针对尖角特征的增减材制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种针对尖角特征的增减材制造方法，其特征在于：所述针对尖角特征的增减材制造方法包括以下步骤：

1)获取三维模型切片，并将三维模型切片的切片轮廓划分为外轮廓和内孔；

2)分别在步骤1)所得到的外轮廓和内孔中进行尖角特征识别；

3)根据识别的尖角特征生成用于超快激光进行减材操作的减材路径；

4)结合步骤3)所得到的减材路径以及由切片轮廓得到的用于激光进行增材操作的增材路径得到三维模型切片的打印路径；

5)执行打印路径，完成对含有尖角特征的增减材制造。