大实体量零件的SLM扫描方法技术

本发明专利技术公开了一种大实体量零件的SLM扫描方法，采用独特的区域划分方式，首先将一个连续的区域划分成了多个独立的区域，再将剩下的区域进行二次划分，并采用间隔方式扫描；第一次区域划分时，所提取的区域与零件边界留有一定距离；划分的两个区域的扫描线之间互不平行，成一定的角度，同一层有三个方向的扫描线；相邻两层之间的扫描线进行了旋转。本发明专利技术能够减小打印过程中的残余应力，减少零件变形、翘曲开裂概率，减小零件性能各向异性，提高零件加工成功率。加工成功率。加工成功率。

【技术实现步骤摘要】
大实体量零件的SLM扫描方法


[0001]本专利技术涉及3D打印领域，具体涉及一种大实体量零件的SLM扫描方法。

技术介绍

[0002]3D打印是采用层层堆叠的方式进行实物加工的一种快速制造技术，其在产品研发、复杂结构、一体化、轻量化等方面的应用具有传统加工难以企及的优势，应用前景广阔。
[0003]对于一个符合加工要求的模型，首先利用切片软件按一定的层厚将其切分成若干层，再利用路径规划软件对每层数据进行扫描路径规划，包括扫描线长度、扫描线方向、扫描顺序、扫描线的旋转角度等，这些参数不同，则扫描方法不同。最后将规划好的路径数据导入到SLM设备，设备控制系统控制扫描仪按照路径数据进行选择性扫描，当一层数据扫描完成后，再扫描下一层数据，直至完成所有分层的扫描，完成模型的加工。
[0004]大实体量零件是指零件单层截面积大且连续的零件，常见于模具应用领域，具有这样特征的零件在加工时非常容易积累大量残余应力，使零件出现变形、开裂等问题，且零件内部组织存在差异，性能存在各向异性。目前，通过改变扫描方法的途径来实现大实体量零件的打印扫描，但是这些扫描方法，使得大实体量零件依然存在较大的残余应力，容易出现开裂、变形等问题。
[0005]因此，有必要提出一种新的扫描方法能够解决以上问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供大实体量零件的SLM扫描方法，能够减小打印过程中的残余应力，减少零件变形、翘曲开裂概率，减小零件性能各向异性，提高零件加工成功率。
[0007]本专利技术的大实体量零件的SLM扫描方法，包括：
[0008]按照如下方法对第n层进行扫描：
[0009]对第n层扫描区域进行划分，得到区域A，将第n层扫描区域中除去区域A后剩余的区域作为区域B；
[0010]以扫描角度σ对区域A进行扫描；区域A扫描完成后，以扫描角度τ对区域B进行扫描；
[0011]按照如下方法对第n+1层进行扫描：
[0012]按照第n层扫描区域的划分方法，对第n+1层扫描区域进行模拟划分，得到与区域A相对应的模拟区域A
′
；对区域A
′
进行偏移使得区域A
′
与第n层区域B的重合面积最大，将重合面积最大时，偏移后的区域A
′
作为第n+1层扫描区域的第一区域，将第n+1层扫描区域中除去第一区域后剩余的区域作为第二区域；
[0013]调整扫描角度σ，对第一区域进行扫描；第一区域扫描完成后，调整扫描角度τ对第二区域进行扫描；
[0014]按照第n+1层扫描方法进行类推，对后续各层进行扫描。
[0015]进一步，所述区域A包括若干子区域a；相邻的子区域之间外离。
[0016]进一步，所述区域B包括若干子区域b；所述子区域b的最大边长是子区域a直径的1.5～3倍。
[0017]进一步，以相同的扫描角度σ分别对区域A中的若干子区域进行扫描。
[0018]进一步，所述扫描角度τ代表的扫描方向与扫描角度σ代表的扫描方向之间的夹角范围为15～75
°
。
[0019]进一步，所述区域B中相邻子区域的扫描角度不同。
[0020]进一步，对区域A中的若干子区域进行扫描的方式包括顺序扫描、随机扫描以及间隔扫描。
[0021]进一步，对区域B中的若干子区域进行扫描的方式为间隔扫描。
[0022]进一步，调整扫描角度σ，具体包括：按照设定的旋转角度逆时针方向旋转扫描角度σ；其中，所述旋转角度取值为45～135
°
且所述旋转角度的数值与360互质。
[0023]进一步，调整扫描角度τ，具体包括：按照设定的旋转角度ω逆时针方向旋转扫描角度τ；其中，所述旋转角度ω取值为45～135
°
且所述旋转角度ω的数值与360互质。
[0024]本专利技术的有益效果是：本专利技术公开的一种大实体量零件的SLM扫描方法，采用独特的区域划分方式，首先将一个连续的区域划分成了多个独立的区域，再将剩下的区域进行二次划分，并采用间隔方式扫描；第一次区域划分时，所提取的区域与零件边界留有一定距离；划分的两个区域的扫描线之间互不平行，成一定的角度，同一层有三个方向的扫描线；相邻两层之间的扫描线进行了旋转。从而减小了打印过程中的残余应力，减轻了零件变形，减少了零件翘曲开裂概率，减小了零件性能各向异性，提高了零件加工成功率。
附图说明
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：
[0026]图1为本专利技术的区域划分示意图；
[0027]图2为本专利技术的两个区域的扫描线所成角度示意图；
[0028]图3为本专利技术的方形零件模型示意图；
[0029]图4为本专利技术的方形零件第一次区域划分所得子区域及区域号示意图；
[0030]图5为本专利技术的方形零件第二次区域划分所得子区域及区域号示意图；
[0031]图6为本专利技术的方形零件的第一层扫描过程示意图；
[0032]图7为本专利技术的方形零件第一层和第二层的区域A重叠示意图；
[0033]图8为本专利技术的方形零件每层的扫描线示意图。
具体实施方式
[0034]以下结合说明书附图对本专利技术做出进一步的说明，如图所示：
[0035]本专利技术的大实体量零件的SLM扫描方法，包括：
[0036]按照如下方法对第n层进行扫描：
[0037]对第n层扫描区域进行划分，得到区域A，将第n层扫描区域中除去区域A后剩余的区域作为区域B；
[0038]以扫描角度σ对区域A进行扫描；区域A扫描完成后，以扫描角度τ对区域B进行扫
描；其中，扫描角度为扫描线与水平线的夹角；
[0039]按照如下方法对第n+1层进行扫描：
[0040]按照第n层扫描区域的划分方法，对第n+1层扫描区域进行模拟划分，得到与区域A相对应的模拟区域A
′
；对区域A
′
进行偏移使得区域A
′
与第n层区域B的重合面积最大，将重合面积最大时，偏移后的区域A
′
作为第n+1层扫描区域的第一区域，将第n+1层扫描区域中除去第一区域后剩余的区域作为第二区域；
[0041]调整扫描角度σ，对第一区域进行扫描；第一区域扫描完成后，调整扫描角度τ对第二区域进行扫描；
[0042]按照第n+1层扫描方法进行类推，对后续各层进行扫描。
[0043]本实施例中，对第n层的扫描区域进行两次划分：
[0044]第一次划分：从扫描区域中提取出相互独立的圆形区域A，由孤立的子区域a1、a2
……
an组成。对于其中的任一子区域a的尺寸可调，也即是子区域a圆形区域的直径位于4～12mm之间，相邻两个子区域之间的距离可调，所述距离可为2～7mm。所提取的A区域与截面区域的边缘留有一定的距离d，典型地，d取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大实体量零件的SLM扫描方法，其特征在于：包括：按照如下方法对第n层进行扫描：对第n层扫描区域进行划分，得到区域A，将第n层扫描区域中除去区域A后剩余的区域作为区域B；以扫描角度σ对区域A进行扫描；区域A扫描完成后，以扫描角度τ对区域B进行扫描；按照如下方法对第n+1层进行扫描：按照第n层扫描区域的划分方法，对第n+1层扫描区域进行模拟划分，得到与区域A相对应的模拟区域A
′
；对区域A
′
进行偏移使得区域A
′
与第n层区域B的重合面积最大，将重合面积最大时，偏移后的区域A
′
作为第n+1层扫描区域的第一区域，将第n+1层扫描区域中除去第一区域后剩余的区域作为第二区域；调整扫描角度σ，对第一区域进行扫描；第一区域扫描完成后，调整扫描角度τ对第二区域进行扫描；按照第n+1层扫描方法进行类推，对后续各层进行扫描。2.根据权利要求1所述的大实体量零件的SLM扫描方法，其特征在于：所述区域A包括若干子区域a；相邻的子区域之间外离。3.根据权利要求2所述的大实体量零件的SLM扫描方法，其特征在于：所述区域B包括若干子区域b；所述子区域b的最大边长是子区域a直径的1.5～3倍。4.根据权利要求3所述的大实...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹山，袁双印，赵倩男，白杰，张正文，
申请(专利权)人：苏州西帝摩三维打印科技有限公司，
类型：发明
国别省市：