【技术实现步骤摘要】
一种多向钢节点的电弧熔丝增材制造方法
本专利技术属于增材制造领域，更具体地，涉及一种多向钢节点的电弧熔丝增材制造方法。
技术介绍
多向钢节点一般为高层建筑、巨型海洋平台、大型桥梁结构的关键构件，其作用在于承受来自各个方向的力，以使结构稳定从而实现不同的造型，这要求多向钢节点具有较高的力学性能和成形精度。目前，多向钢节点的制造方法主要有两种：铸造和焊接。铸造，即通过整体铸造的方法制造多向钢节点，由于多向钢节点相贯部位壁厚较大，为热节，铸造时该处易产生缩孔、缩松等缺陷，同时，由于厚壁部位冷速慢，该处易形成粗大晶粒，恶化多向钢节点整体性能。焊接，即将多向钢节点的各个管体通过焊接的方法组装在一起实现多向钢节点的制造，由于多向钢节点的结构往往较复杂，管体之间的相互干涉导致焊接操作空间小，可焊到性差，且焊后不易清渣，易产生焊瘤、夹渣等缺陷，使多向钢节点整体性能恶化。电弧熔丝增材制造利用电弧热源熔化金属丝材，并将熔化的金属通过层层堆积的方式成形，实现构件的制造。该制造方法成本低、效率高、污染小，可通过调控堆积工艺成形各种结构形式的...
【技术保护点】
1.一种多向钢节点的电弧熔丝增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1对待成形的多向钢节点进行三维建模，以获得其主管及各支管模型；/nS2对主管模型采用等厚分层平面切片和等距偏置填充的方式规划其堆积路径，并基于堆积路径生成对应的运动指令；/nS3对各支管模型采用等厚分层曲面切片和等距偏置填充的方式规划对应的堆积路径，并基于堆积路径生成对应的运动指令；/nS4基于主管堆积路径的运动指令控制电弧熔丝增材制造设备进行电弧熔丝增材成形以制造出所需的主管，基于各支管堆积路径的运动指令控制电弧熔丝增材制造设备进行电弧熔丝增材成形以依次在主管上制造出各支管，以此完成多向钢节点的电弧熔丝增材制造。/n
【技术特征摘要】
1.一种多向钢节点的电弧熔丝增材制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1对待成形的多向钢节点进行三维建模，以获得其主管及各支管模型；
S2对主管模型采用等厚分层平面切片和等距偏置填充的方式规划其堆积路径，并基于堆积路径生成对应的运动指令；
S3对各支管模型采用等厚分层曲面切片和等距偏置填充的方式规划对应的堆积路径，并基于堆积路径生成对应的运动指令；
S4基于主管堆积路径的运动指令控制电弧熔丝增材制造设备进行电弧熔丝增材成形以制造出所需的主管，基于各支管堆积路径的运动指令控制电弧熔丝增材制造设备进行电弧熔丝增材成形以依次在主管上制造出各支管，以此完成多向钢节点的电弧熔丝增材制造。
2.如权利要求1所述的多向钢节点的电弧熔丝增材制造方法，其特征在于，采用等厚分层平面切片和等距偏置填充的方式规划主管的堆积路径具体为：沿主管模型的横截面对其进行等厚平面切片得到所有分层平面切片，根据各分层平面切片的内外轮廓规划对应的轮廓堆积路径，并由各分层平面切片的外轮廓/内轮廓以设定的偏置量逐渐偏置至内轮廓/外轮廓以获得对应的填充堆积路径。
3.如权利要求1所述的多向钢节点的电弧熔丝增材制造方法，其特征在于，采用等厚分层曲面切片和等距偏置填充的方式规划各支管的堆积路径具体为：
对于相贯部位为两管相贯的，首先根据主管及即将堆积支管的模型确定该支管与主管相贯部位的形状，并抽取该形状以得到空间相贯曲面；然后对该空间相贯曲面沿其外法向进行等厚偏置以得到所有分层曲面切片；最后提取各分层曲面切片的内外轮廓，根据各分层曲面切片的内外轮廓规划对应的轮廓堆积路径，并由各分层曲面切片的外轮廓/内轮廓以设定的偏置量逐渐偏置至内轮廓/外轮廓以获得对应的填充堆积路径；
对于相贯部位为三管及以上的多管相贯，首先根据主管及即将堆积支管的模型确定该支管与主管相贯部位的形状，并抽取该形状以得到空间相贯曲面；然后对该空间相贯曲面沿其外法向进行等厚偏置以得到所有曲面切片，再去除各曲面切片上与已成形支管相交的部分，余下的曲面即为所需的分层曲面切片；最后提取各分层曲面切片的内外...
【专利技术属性】
技术研发人员：余圣甫，代轶励，禹润缜，何天英，张李超，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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