一种适用于增材制造的曲面分层方法技术

本发明专利技术属于增材制造相关技术领域，其公开了一种适用于增材制造的曲面分层方法，该方法包括以下步骤：(1)确定待分层零件的生长方向及绘制生长线；(2)求解生长线与待分层零件的表面边界的交点，将得到的交点连接成线段，并求解出各线段的长度；(3)依据各线段的长度及单层厚度确定层数，进而采用等层厚分层方式或者变层厚分层方式对待分层零件进行分层，并记录下划分点的坐标值及确定每个划分点所在的层数；(4)将各层的划分点按照预定顺序保存起来，并求解出每一层的边界点，划分点与边界点构成各曲面层的点云，每一层的点云构成曲面层，由此完成曲面分层。本发明专利技术提高了效率，灵活性较好，且适用于任意形貌零件的曲面划分。

A Surface Layering Method for Additional Materials Manufacturing

【技术实现步骤摘要】
一种适用于增材制造的曲面分层方法
本专利技术属于增材制造相关
，更具体地，涉及一种适用于增材制造的曲面分层方法。
技术介绍
增材制造是一种与传统的材料“去除型”加工方法截然相反，通过增加材料，基于三维CAD模型数据，通常采用逐层制造方式，直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法，其关键技术之一是三维实体分层技术，目前增材制造所采用的分层方式大多是平面分层，即基于Z向或者多方向使用截平面进行分层，这种分层方式简单快捷，但只能用来制造形貌简单、无较大倾斜角的零件，当进行结构复杂零件制造时由于温度场分布不均、能量积累、容易产生表面塌陷、内部残余应力，造成零件表面精度不高，留有明显的台阶效应。为了解决平面分层的诸多问题，本领域相关技术人员已经做了一些研究，其中有少量专利及文献提出了曲面分层增材制造，如专利CN107187056A公开了一种基于曲面分层的复杂零件3D打印方法及系统，其根据复杂零件的结构和曲面特征建立其三维模型，并进行结构轻量化拓扑优化设计和空间3D切片分层，生成用于3D打印的控制数据，根据控制数据进行打印参数设定后进行逐层3D打印，以得到复杂零件的3D打本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于增材制造的曲面分层方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)构建待分层零件的三维模型，并确定待分层零件的生长方向及绘制生长线；(2)求解所述生长线与待分层零件的表面边界的交点，将得到的交点连接成线段，并求解出各线段的长度；(3)依据各线段的长度及单层厚度确定层数，进而采用等层厚分层方式或者变层厚分层方式对待分层零件进行分层，并记录下划分点的坐标值及确定每个划分点所在的层数；(4)将各层的划分点按照预定顺序保存起来，并求解出每一层的边界点，所述划分点与所述边界点构成各曲面层的点云，每一层的点云构成曲面层，由此完成曲面分层。

【技术特征摘要】
1.一种适用于增材制造的曲面分层方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)构建待分层零件的三维模型，并确定待分层零件的生长方向及绘制生长线；(2)求解所述生长线与待分层零件的表面边界的交点，将得到的交点连接成线段，并求解出各线段的长度；(3)依据各线段的长度及单层厚度确定层数，进而采用等层厚分层方式或者变层厚分层方式对待分层零件进行分层，并记录下划分点的坐标值及确定每个划分点所在的层数；(4)将各层的划分点按照预定顺序保存起来，并求解出每一层的边界点，所述划分点与所述边界点构成各曲面层的点云，每一层的点云构成曲面层，由此完成曲面分层。2.如权利要求1所述的适用于增材制造的曲面分层方法，其特征在于：生长线的绘制包括以下步骤：(11)求解待分层零件的最小包围盒；(12)根据所述最小包围盒确定生长线的起始坐标值；(13)根据精度要求绘制生长线。3.如权利要求1所述的适用于增材制造的曲面分层方法，其特征在于：步骤(2)中，在求解交点时校验交点是否有效，若交点无效，则剔除该交点。4.如权利要求3所述的适用于增材制造的曲面分层方法，其特征在于：在生长线上选择距离交点预定距离的两个点，并判断这两个点是否在实体内，如果有一个在实体内，则该交点为有效点，否则为无效点。5.如权利要求3所述的适用于增材制造的曲面分层方法，其特征在于：如果交点数是2的倍数，则将相邻的两个交点连接成直线段；若出现有无数个交点的情况，则舍弃对应的生长线。6.如权利要求1-5任一项所述的适用于增材制造的曲面分层方法，其特征在于：采用等层厚进行分层...

【专利技术属性】
技术研发人员：张李超，牛其华，史玉升，盛伟，余圣甫，宋波，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42