一种3D打印方法及3D打印设备技术

一种3D打印方法及3D打印设备，其中3D打印方法包括：步骤一、当扫描系统扫描完当前层的扫描截面时，获取当前层的扫描截面的图像；步骤二、根据该图像判断该扫描截面是否存在翘曲变形；步骤三、当该扫描截面存在一个翘曲变形或者两个或两个以上翘曲方向相同的翘曲变形时，执行下一步骤，否则结束流程；步骤四、判断该至少一个翘曲变形是否为顺刀方向；当为顺刀方向，执行步骤五，否则，将工作平台旋转以使所有翘曲变形均为顺刀方向，并执行步骤五；步骤五、刮刀在该扫描截面进行铺粉并顺刀刮平以实现下一层的铺粉，并由扫描系统继续完成下一层的扫描。本发明专利技术在打印过程中遇到翘曲变形时尽量确保了设备打印的稳定性、打印质量以及打印效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印方法及3D打印设备


[0001]本申请涉及增材制造
，特别是涉及一种3D打印方法及3D打印设备。

技术介绍

[0002]增材制造技术是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，由于其不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，因此应用范围非常广。选区激光熔融技术（Selective Laser Melting，简称SLM）是近年来发展迅速的增材制造技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造，不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，应用范围广。选择性激光熔融工艺的基本过程是：送粉装置将一定量粉末送至工作平台面，铺粉装置将一层粉末材料平铺在成型缸底板或已成型零件的上表面，激光振镜系统控制激光以一个近似不变的光斑大小和光束能量按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末熔化并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作平台下降一个层的厚度，铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个原型制造。
[0003]随着增材制造技术的不断发展，其应用范围越来越广泛。然而，对于具有悬空面和倾斜面的待打印制件，其打印效果并不是特别理想，这是因为在打印悬空面和小角度面的过程中，直接接触粉层，激光快速冷却的热量没有办法散发出去，造成局部热量过大，同时在导热沿着实体方向传导如图1所示，造成靠近实体位置冷却快温度低，靠近粉床冷却慢温度高，容易在打印过程中发生翘曲，进而影响工件打印质量和打印成功率。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种3D打印方法及3D打印设备，该方法尽量避免了打印过程的翘曲变形导致待打印制件无法正常工作，从而影响打印质量和打印成功率的弊端。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种3D打印方法，所述方法包括：步骤一、当扫描系统扫描完当前层的扫描截面时，获取当前层的扫描截面的图像；步骤二、根据该图像判断该扫描截面是否存在翘曲变形；步骤三、当该扫描截面存在一个翘曲变形或者两个或两个以上翘曲方向相同的翘曲变形时，执行下一步骤，否则结束流程；步骤四、判断该至少一个翘曲变形是否为顺刀方向；当为顺刀方向，执行步骤五，否则，将工作平台旋转以使所有翘曲变形均为顺刀方向，并执行步骤五；步骤五、刮刀在该扫描截面进行铺粉并顺刀刮平以实现下一层的铺粉，并由扫描系统继续完成下一层的扫描。
[0006]作为本专利技术的进一步优选方案，所述步骤五中扫描系统采用以下方式完成下一层的扫描：
判断至少一个翘曲变形是否位于同一个待打印制件；当所有翘曲变形位于同一待打印制件时，对该待打印制件的全部或部分区域采取环形扫描，环形扫描线包括轮廓边界线以及由内向轮廓边界线依次等距分布的并行于轮廓边界线的多条扫描线，且环形扫描的起点为最远离轮廓边界线的扫描线上的任一点；当所有翘曲变形位于多个待打印制件时，对每个存在翘曲变形的待打印制件的全部或部分区域采取环形扫描，环形扫描线包括轮廓边界线以及由内向轮廓边界线依次等距分布的并行于轮廓边界线的多条扫描线，且环形扫描的起点为最远离轮廓边界线的扫描线上的任一点。
[0007]作为本专利技术的进一步优选方案，所述多条扫描线的扫描间距为0.05mm
‑
0.2mm。
[0008]作为本专利技术的进一步优选方案，当待打印制件仅部分区域或部分层采取环形扫描，其余区域均采用预设扫描方式时，环形扫描的激光输出功率比预设扫描方式降低0
‑
40w。
[0009]作为本专利技术的进一步优选方案，所述预设扫描方式为分区扫描、平行扫描或条带扫描。
[0010]作为本专利技术的进一步优选方案，当某一翘曲变形的翘曲方向与刮刀运动方向的夹角为0
‑
90度时，则该翘曲变形为背刀方向，否则为顺刀方向，所述翘曲方向为某一翘曲变形的中心点到待打印制件的扫描截面的轮廓边界的中心点的矢量。
[0011]作为本专利技术的进一步优选方案，将工作平台旋转以使所有翘曲变形的翘曲方向与刮刀运动方向的夹角均为180度。
[0012]本专利技术还提供了一种3D打印设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的3D方法的步骤。
[0013]作为本专利技术的进一步优选方案，所述3D打印设备的顶部内壁设有摄像头，通过摄像头的拍摄获取当前层的扫描截面的图像。
[0014]作为本专利技术的进一步优选方案，所述工作平台为圆形平台。
[0015]本专利技术的3D打印方法及3D打印设备，其中3D打印方法通过包括：当扫描系统扫描完当前层的扫描截面时，获取当前层的扫描截面的图像；根据该图像判断该扫描截面是否存在翘曲变形；当该扫描截面存在一个翘曲变形或者两个或两个以上翘曲方向相同的翘曲变形时，执行下一步骤，否则结束流程；判断该至少一个翘曲变形是否为顺刀方向；当为顺刀方向，执行步骤五，否则，将工作平台旋转以使所有翘曲变形均为顺刀方向，并执行步骤五；刮刀在该扫描截面进行铺粉并顺刀刮平以实现下一层的铺粉，并由扫描系统继续完成下一层的扫描，使得本专利技术可根据翘曲变形的方向判断是否为背刀方向，并在背刀方向时通过将工作平台旋转以使所有翘曲变形均为顺刀方向，从而避免刮刀运动在翘曲变形背刀时无法继续运行，从而影响打印质量和效率，严重的话可能导致整个工件的报废，因此，本专利技术在打印过程中遇到翘曲变形时尽量确保了设备打印的稳定性、打印质量以及打印效率。
附图说明
[0016]图1为翘曲变形原理示意图；图2为本专利技术一个实施例中3D打印方法的方法流程图；
图3为一个实施例中翘曲变形的背刀方向的结构示意图；图4为一个实施例中翘曲变形的顺刀方向的结构示意图；图5为本专利技术一实施例中某一层的扫描截面示意图；图6为本专利技术另一实施例中某一层的扫描截面示意图。
具体实施方式
[0017]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
[0018]如图1所示，在打印悬空面和小角度面的过程中，由于直接接触粉层，激光快速冷却的热量没有办法散发出去，造成局部热量过大，同时在导热沿着实体方向传导，从而造成靠近实体位置冷却快温度低，靠近粉床冷却慢温度高，容易在打印过程中发生翘曲，进而影响工件打印质量和打印成功率。
[0019]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种3D打印方法，如图2所示，该方法包括：步骤11、当扫描系统扫描完当前层的扫描截面时，获取当前层的扫描截面的图像；该步骤11中，可在3D打印设备的顶部内壁设有摄像头，通过摄像头的拍摄获取当前层的扫描截面的图像，当然还可以通过现有技术其它部件（例如红外摄像仪）采集当前层的扫描截面的图像。
[0020]步骤12、根据该图像判断该扫描截面是否本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一、当扫描系统扫描完当前层的扫描截面时，获取当前层的扫描截面的图像；步骤二、根据该图像判断该扫描截面是否存在翘曲变形；步骤三、当该扫描截面存在一个翘曲变形或者两个或两个以上翘曲方向相同的翘曲变形时，执行下一步骤，否则结束流程；步骤四、判断该至少一个翘曲变形是否为顺刀方向；当为顺刀方向，执行步骤五，否则，将工作平台旋转以使所有翘曲变形均为顺刀方向，并执行步骤五；步骤五、刮刀在该扫描截面进行铺粉并顺刀刮平以实现下一层的铺粉，并由扫描系统继续完成下一层的扫描。2.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，所述步骤五中扫描系统采用以下方式完成下一层的扫描：判断至少一个翘曲变形是否位于同一个待打印制件；当所有翘曲变形位于同一待打印制件时，对该待打印制件的全部或部分区域采取环形扫描，环形扫描线包括轮廓边界线以及由内向轮廓边界线依次等距分布的并行于轮廓边界线的多条扫描线，且环形扫描的起点为最远离轮廓边界线的扫描线上的任一点；当所有翘曲变形位于多个待打印制件时，对每个存在翘曲变形的待打印制件的全部或部分区域采取环形扫描，环形扫描线包括轮廓边界线以及由内向轮廓边界线依次等距分布的并行于轮廓边界线的多条扫描线，且环形扫描的起点为最远离轮廓边界线的扫描线上的任一点。3.根据权利要求2所述的3D打印方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹涛，刘加发，刘礼庚，
申请(专利权)人：湖南华曙高科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：