一种用于增材制造的高能束扫描路径规划方法技术

本发明专利技术涉及一种用于增材制造的提高构件成形质量和效率的高能束扫描方法。不同扫描路径对成形构件的精度、强度、翘曲变形和加工效率方面有重要的影响。本发明专利技术提出基于内外轮廓偏移扫描与间隔分区直线往返扫描复合的高能束扫描路径规划方法，即在优化的工艺参数(包括高能束功率、扫描速度和搭接率等)条件下，根据待扫描的数字模型二维截面信息，先沿截面内外轮廓进行一定次数的偏移扫描，再对轮廓偏移线包围的剩余区域进行分区，最后依照特定的逻辑顺序对每个分区沿平行直线往返扫描。本发明专利技术的有益效果是，避免了热应力累积而减少变形，减少了空行程而提高效率和高能束器件的使用寿命，还可以确保成形件的尺寸精度和表面质量，提高构件性能。

A High Energy Beam Scanning Path Planning Method for Additional Materials Manufacturing

The invention relates to a high-energy beam scanning method for improving the forming quality and efficiency of components used in augmented material manufacturing. Different scanning paths have important effects on the accuracy, strength, warpage and processing efficiency of the formed components. The invention proposes a high-energy beam scanning path planning method based on the combination of internal and external contour offset scanning and linear back-and-forth scanning in interval zones, that is, under the optimized process parameters (including high-energy beam power, scanning speed, lapping rate, etc.), according to the two-dimensional section information of the digital model to be scanned, a certain number of offset scanning along the internal and external contours of the cross-section is carried out, and then the contour offset line is scanned. The remaining areas are partitioned, and each partition is scanned back and forth along parallel lines in a specific logical order. The invention has the advantages of avoiding thermal stress accumulation and reducing deformation, reducing empty travel, improving efficiency and service life of high energy beam devices, ensuring dimensional accuracy and surface quality of formed parts, and improving performance of components.

【技术实现步骤摘要】
一种用于增材制造的高能束扫描路径规划方法
本专利技术涉及一种高能束扫描路径规划方法。具体地说，是涉及一种用于增材制造的高能束扫描路径规划方法。
技术介绍
高能束增材制造工艺利用三维模型分层切片得到的截面信息控制高能束逐层熔化材料，堆积成一个完全熔合(冶金结合)的构件。在增材制造过程中，工艺参数、高能束直径、扫描路径都可能对成形件的质量产生很大影响；同时，由于采用单点高能量加载方式，使得能量加载及其导致的各部位成形时间存在先后顺序，同一层内不同位置的温度和应力因扫描顺序不同而有所差异，导致工件产生不均匀的收缩，会引起成形件的变形，甚至开裂，这在很大程度上提高了控制成形件质量的难度。尤其是对于大尺寸成形件，扫描时间过长，层内累积的残余应力过大，易引起构件发生翘曲变形、裂纹等缺陷，严重时导致构件成形过程的中断。因此，在合理选择其他工艺参数的条件下，合理规划高能束扫描路径，在提高制件精度和强度，减小翘曲变形方面有着重要的作用。目前轮廓偏移扫描和往返平行扫描是增材制造工艺最基本的两种扫描方式，但这两种扫描方式过于简单，无法解决增材制造工艺过程中零部件残余应力过大，翘曲变形等问题。另外，往返平行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于增材制造的高能束扫描路径规划方法，其特征是：根据待成形件的数字模型二维截面信息，先沿截面内外轮廓进行一定次数的偏移扫描，再根据分区规则对轮廓偏移线包围的剩余区域进行分区，最后依照间隔分区扫描方法依次对每个分区进行直线往返扫描。

【技术特征摘要】
1.一种用于增材制造的高能束扫描路径规划方法，其特征是：根据待成形件的数字模型二维截面信息，先沿截面内外轮廓进行一定次数的偏移扫描，再根据分区规则对轮廓偏移线包围的剩余区域进行分区，最后依照间隔分区扫描方法依次对每个分区进行直线往返扫描。2.根据权利要求1所述的一种用于增材制造的高能束扫描路径规划方法，其特征还在于：在获得待成形件数字模型的二维截面后，首先根据扫描间距对轮廓向待扫描的区域内进行适量偏置，生成第一条偏移扫描线，接着再根据扫描间距对这条扫描线向待扫描的区域内进行适量偏置，生成第二条偏移扫描线，直至生成的偏移扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘继常，齐利军，刘旭东，陈阳生，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43