铺粉式激光3D打印的扫描路径设置方法、装置及控制设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于铺粉式激光3D打印系统的扫描路径设置方法、装置、控制设备和存储介质，该方法包括：获取扫描路径的初始扫描角度，并根据该初始扫描角度和设定的扫描角度变化量计算出工件的各层工件切片的扫描角度，最后根据获取的扫描间距和各层工件切片的扫描角度设置该扫描路径，使得不同层之间的扫描路径按照角度变化量变化，而且相邻层之间的扫描角度不相同，能够有效地将相邻层的热应力分散开，避免相邻层扫描路径发生重叠而导致热应力过于集中收缩而引起工件的变形，减少了熔化到凝固过程中表面应力的收缩，增强了打印件的稳定性，也提高了铺粉式激光3D打印系统的作业质量。

【技术实现步骤摘要】
铺粉式激光3D打印的扫描路径设置方法、装置及控制设备
本专利技术涉及激光3D打印
，特别是涉及一种扫描路径设置方法、扫描路径设置装置、铺粉式激光3D打印系统的控制设备和计算机可读存储介质。
技术介绍
随着科学技术的快速发展，激光3D打印技术被迅速运用到各个行业当中，主要用于打印各种各样的工件提高了工业生产效率也节约了能源。在激光3D打印过程当中，需要对激光3D打印系统的扫描路径进行设置，而扫描路径的设置对零件成型的效果影响很大，例如打印实体时扫描填充的方式不同，对成形件的精度和物理量性能都有很大的影响。传统技术中，扫描路径设置方法包括竖向扫描、横向扫描、正交扫描和轮廓偏置等等，然而对于铺粉式激光3D打印技术，由于金属材料极易受热变形，并且在熔化到凝固过程中易因表面应力收缩成球，传统技术的扫描路径设置方法在铺粉式激光3D打印系统的打印过程中容易引起金属材料热变形，降低打印件的稳定性。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统技术在铺粉式激光3D打印系统的打印过程中容易引起金属材料热变形，降低打印件的稳定性的技术问题，提供一种扫描路径设置方法、扫描路径设置装置、铺粉式激光3D打印系统的控制设备和计算机可读存储介质。一种扫描路径设置方法，用于设置铺粉式激光3D打印系统的扫描路径，包括步骤：获取扫描路径的初始扫描角度；所述扫描路径为所述铺粉式激光3D打印系统对工件进行填充的扫描路径；根据设定的扫描角度变化量和所述初始扫描角度计算所述工件的各层工件切片的扫描角度；其中，相邻层的所述工件切片的扫描角度不相同；获取所述扫描路径的扫描间距；根据所述扫描间距和所述各层工件切片的扫描角度设置所述扫描路径。一种扫描路径设置装置，用于设置铺粉式激光3D打印系统的扫描路径，包括：角度获取模块，用于获取扫描路径的初始扫描角度；所述扫描路径为所述铺粉式激光3D打印系统对工件进行填充的扫描路径；角度计算模块，用于根据设定的扫描角度变化量和所述初始扫描角度计算所述工件的各层工件切片的扫描角度；其中，相邻层的所述工件切片的扫描角度不相同；路径设置模块，用于获取所述扫描路径的扫描间距；根据所述扫描间距和所述各层工件切片的扫描角度设置所述扫描路径。一种铺粉式激光3D打印系统的控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如下步骤：获取扫描路径的初始扫描角度；所述扫描路径为所述铺粉式激光3D打印系统对工件进行填充的扫描路径；根据设定的扫描角度变化量和所述初始扫描角度计算所述工件的各层工件切片的扫描角度；其中，相邻层所述工件切片的扫描角度不相同；获取所述扫描路径的扫描间距；根据所述扫描间距和所述各层工件切片的扫描角度设置所述扫描路径；以及根据所述扫描路径，控制激光器并通过振镜控制卡控制扫描振镜，以使所述激光器发出的激光对工作台上的工件进行扫描。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：获取扫描路径的初始扫描角度；所述扫描路径为所述铺粉式激光3D打印系统对工件进行填充的扫描路径；根据设定的扫描角度变化量和所述初始扫描角度计算所述工件的各层工件切片的扫描角度；其中，相邻层所述工件切片的扫描角度不相同；获取所述扫描路径的扫描间距；根据所述扫描间距和所述各层工件切片的扫描角度设置所述扫描路径。上述扫描路径设置方法、装置、控制设备和存储介质，获取扫描路径的初始扫描角度，并根据该初始扫描角度和设定的扫描角度变化量计算出工件的各层工件切片的扫描角度，最后根据获取的扫描间距和各层工件切片的扫描角度设置该扫描路径，使得不同层之间的扫描路径按照角度变化量变化，而且相邻层之间的扫描角度不相同，能够有效地将相邻层的热应力分散开，避免相邻层扫描路径发生重叠而导致热应力过于集中收缩而引起工件的变形，减少了熔化到凝固过程中表面应力的收缩，增强了打印件的稳定性，也提高了铺粉式激光3D打印系统的作业质量。附图说明图1为一个实施例中扫描路径设置方法的应用环境图；图2为一个实施例中扫描路径设置方法的流程示意图；图3为一个实施例中扫描路径的示意图；图4为一个实施例中对工件进行切片处理的示意图；图5为一个实施例中条带区域的示意图；图6为一个实施例中横吹气装置的位置示意图；图7为一个实施例中计算扫描路径的辅图；图8为一个实施例中外接矩形区域填充扫描路径的示意图；图9(a)为一个实施例中外接矩形区域的扫描路径的示意图；图9(b)为一个实施例中打印区域的扫描路径的示意图；图10为一个实施例中扫描路径设置装置的结构框图；图11为一个实施例中控制设备的内部结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供的扫描路径设置方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，图1为一个实施例中扫描路径设置方法的应用环境图，包括：铺粉式激光3D打印系统的控制设备100、激光器201、振镜控制卡202和扫描振镜203。用户可以利用控制设备100向激光器201发送控制信号控制激光器201发出激光至扫描振镜203，以及利用控制设备100发送控制信号给振镜控制卡202，通过该振镜控制卡202控制扫描振镜203，使得扫描振镜203在控制设备100的控制下摆动，以使激光器201发出的激光照射到铺粉式激光3D打印系统的工作台204的工件205上，按设定的扫描路径对工件205进行填充扫描，以将该工件205打印成型。其中，该控制设备100可以通过个人计算机、平板电脑等设备实现。在一个实施例中，提供了一种扫描路径设置方法，参考图2，图2为一个实施例中扫描路径设置方法的流程示意图，以该方法应用于图1中的控制设备100为例进行说明，该扫描路径方法可以包括以下步骤：步骤S101，获取扫描路径的初始扫描角度。其中，在铺粉式激光3D打印系统对工件进行填充之前，需要设置扫描路径，而扫描路径是指铺粉式激光3D打印系统对工件进行填充的扫描路径，以正方体的工件对扫描路径进行说明，如图3所示，图3为一个实施例中扫描路径的示意图，在工作台204上打印方形工件300之前，要对该方形工件300的扫描路径进行设置，而对工件进行填充一般需要设置多条扫描路径，为了提高扫描路径的设置效率，这些扫描路径通常是相互平行的直线，如图3中的箭头310所指示的扫描路径为该方形工件300的其中一条扫描路径，铺粉式激光3D打印系统可以依据该扫描路径对方形工件300进行扫描填充。其中，该扫描路径具有一定的扫描角度，以箭头310所指示的扫描路径为例对该扫描角度进行说明，在实际应用中，工作台204通常为矩形设置，所以可以以该工作台204的其中一条边缘204a作为参考线，以箭头310所指示的扫描路径的延长线与该参考线形成的夹角β作为该扫描角度，而在各条扫描路径相互平行的情况下，用户可以预先设定一角度作为这些扫描路径的初始扫描角度，若各条扫描路径的扫描角度不同，则可以分别设置各个扫描路径的初始扫描角度。步骤S102，根据设定的扫描角度变化量和初始扫描角度确定工件的各层工件切片的扫描角度。本步骤中，扫描角度变化量主要用于变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描路径设置方法，用于设置铺粉式激光3D打印系统的扫描路径，其特征在于，包括步骤：获取扫描路径的初始扫描角度；所述扫描路径为所述铺粉式激光3D打印系统对工件进行填充的扫描路径；根据设定的扫描角度变化量和所述初始扫描角度确定所述工件的各层工件切片的扫描角度；其中，相邻层的所述工件切片的扫描角度不相同；获取所述扫描路径的扫描间距；根据所述扫描间距和所述各层工件切片的扫描角度设置所述扫描路径。

【技术特征摘要】
1.一种扫描路径设置方法，用于设置铺粉式激光3D打印系统的扫描路径，其特征在于，包括步骤：获取扫描路径的初始扫描角度；所述扫描路径为所述铺粉式激光3D打印系统对工件进行填充的扫描路径；根据设定的扫描角度变化量和所述初始扫描角度确定所述工件的各层工件切片的扫描角度；其中，相邻层的所述工件切片的扫描角度不相同；获取所述扫描路径的扫描间距；根据所述扫描间距和所述各层工件切片的扫描角度设置所述扫描路径。2.根据权利要求1所述扫描路径设置方法，其特征在于，所述根据设定的扫描角度变化量和所述初始扫描角度计算所述工件的各层工件切片的扫描角度的步骤包括：对所述工件进行切片处理得到多层所述工件切片；根据所述初始扫描角度设置首层工件切片的扫描角度；确定所述扫描角度变化量；根据所述扫描角度变化量和所述首层工件切片的扫描角度，通过逐层递增的方式确定其余各层工件切片的扫描角度。3.根据权利要求2所述扫描路径设置方法，其特征在于，在所述对所述工件进行切片处理得到多层所述工件切片的步骤之后，还包括：将各层所述工件切片分别划分为多个条带区域；所述根据所述初始扫描角度设置首层工件切片的扫描角度的步骤包括：从所述首层工件切片的各个所述条带区域中确定所述首层工件切片的参考条带区域；将所述初始扫描角度设为所述参考条带区域的扫描角度；根据所述参考条带区域的扫描角度和相邻条带区域的扫描角度关系确定所述首层工件切片的各个条带区域的扫描角度；其中，所述相邻条带区域的扫描角度关系为相邻条带区域的扫描角度相互垂直。4.根据权利要求3所述扫描路径设置方法，其特征在于，所述根据所述扫描角度变化量和所述首层工件切片的扫描角度，通过逐层递增的方式确定其余各层工件切片的扫描角度的步骤包括：根据所述首层工件切片的参考条带区域确定其余各层工件切片的参考条带区域；根据所述首层工件切片的参考条带区域的扫描角度和所述扫描角度变化量，通过逐层递增的方式获取所述其余各层工件切片的参考条带区域的扫描角度；基于所述其余各层工件切片的参考条带区域的扫描角度和相邻所述条带区域的扫描角度关系确...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱铖，何建宏，甘杰家，龙雨，陈根余，陈焱，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光科技产业集团股份有限公司，大族激光智能装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44