【技术实现步骤摘要】
一种基于非均匀点阵结构的增材制造方法
[0001]本专利技术属于3D打印的
，具体涉及一种基于非均匀点阵结构的增材制造方法。
技术介绍
[0002]目前，增材制造在航空发动机结构件的定制化、复杂结构制造、快速开发等方面具有突出优势。激光选区熔化(Selective Laser Melting，SLM)粉末增材制造成形技术是从20世纪90年代发展起来的一项先进制造技术，该技术依据“增材”的制造原理，对CAD模型进行切片分层处理，数控系统控制激光器按照分层软件给定的路径进行扫描，通过大功率激光融化金属粉末并层层叠加，能够实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速、全致密近净成形。
[0003]网格点阵结构拥有较低的密度，显著的力学性能，应用于航空航天、医疗、生物等领域。三维点阵多孔结构由哈佛大学的Evans等人于2000年首先提出，其结构形式与空间点阵结构类似。由于多孔结构自身良好的比强度和比刚度，可以被应用于许多环境，尤其在轻量化设计中，被广泛应用。而且，由于蜂窝结构的特性，以及独特的力学行为，它们可以被应用于能量...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于非均匀点阵结构的增材制造方法，其特征在于：根据薄壁结构零件的壁厚，采用有限分层算法，计算其内部的镂空曲面，然后，单一晶胞结构和/或复合晶胞结构以高度递增或者递减方式逐层填充镂空曲面所围成的区域，形成非均匀点阵结构，完成薄壁结构零件的增材制造。2.根据权利要求1所述的基于非均匀点阵结构的增材制造方法，其特征在于：对薄壁结构零件进行分层，计算每个切片对应的偏移镂空曲面，并对尖角进行光顺处理，然后，将每相邻两个切片对应的偏移镂空曲面连接起来，形成连接曲面，再利用最短距离法对连接曲面进行三角化处理，获取最优的三角面片集合，由此形成最终的镂空曲面。3.根据权利要求2所述的基于非均匀点阵结构的增材制造方法，其特征在于利用最短距离法对连接曲面进行三角化处理，获取最优的三角面片集合的方法包括以下步骤：将相邻两个切片中下层切片对应的偏移镂空曲面记为S
offsetprevious
，其上的所有顶点记为P
prev
(i),i＝1...n
prev
，上层切片对应的偏移镂空曲面记为S
offsetnext
，其上的所有顶点记为P
next
(j),j＝1...n
next
；步骤一、以下层切片最右侧顶点作为当前顶点P
prev
(i＝0)，以上层切片最右侧顶点作为当前顶点P
next
(j＝0)，计算当前顶点P
prev
(i＝0)与上层切片下一个顶点P
next
(j＝1)之间的距离L1，以及当前顶点P
next
(j＝0)与下层切片下一个顶点P
prev
(i＝1)之间的距离L2；步骤二、若L1<L2，则以当前顶点P
prev
(i＝0)、下一个顶点P
prev
(i＝1)和当前顶点V
next
(0)构造一个三角面片T
ri
(0)＝
△
(P
prev
(i＝0),P
prev
(i＝1),V
next
(j＝0))并储存在G
Hnext
中，然后下层切片当前顶点更新为P
prev
(i＝i+1)，若L2<L1，则以当前顶点P
next
(j＝0)、下一个顶点P
next
(j＝1)和当前顶点P
prev
(i＝0)构造一个三角面片T
ri
(0)＝
△
(V
next
(j＝0),V
next
(j＝1),P
prev
(i＝0))并储存在G
Hnext
中，然后上层切片当前顶点更新为V
next
(j＝j+1)；步骤三、重复步骤一至二，直至遍历任一切片对应的偏移镂空曲面上的所有顶点，然后将另一切片剩余的所有顶点分别与结束遍历对应切片的最后一个顶点连贯构造三角面片；步骤四、重复步骤一至三，完成所有相邻两个切片对应的偏移镂空曲面的三角化处理，获取最优的三角面片集合。4.根据权利要求2所述的基于非均匀点阵结构的增材制造方法，其特征在于：所述偏移镂空曲面通过将对应切片向内偏移宽度t后得到，偏移宽度t根据薄壁结构零件在所述对应切片区域的受力情况单独进行调整。5.根据权利要求1所述的基于非均匀点阵结构的增材制造方法，其特征在于：根据薄...
【专利技术属性】
技术研发人员：茅健，张朝瑞，张立浩，钱波，樊红日，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：
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