【技术实现步骤摘要】
一种变角度随形激光选区增材制造方法
[0001]本专利技术涉及到激光增材加工技术，特指一种变角度随形激光选区增材制造方法。
技术介绍
[0002]激光选区熔化(SLM)和激光选区烧结(SLS)技术利用激光束将预置的粉末依照模型数据直接制造出三维实体件，由于成型精度高，表面质量好，后续工序少，适用于航天、航空、汽车、生物医学、模具等许多关键工业领域的各种工程应用。
[0003]目前激光选区增材制造普遍采用平面切片分层的策略，即沿工件高度方向z轴对三维模型进行切片，以在x
‑
y平面上生成一组水平切片层。这些层自下而上依次堆叠，以创建增材过程需要的切片层，然而采用平面逐层打印策略的传统增材方式在定制化和多材料集成方面的灵活性相当有限。打印复杂几何形状的自由度也受到限制。
[0004]专利授权公告号为CN 209918884 U的中国专利公开了一种高自由度复杂结构零件的增材制造装置，通过三维空间定位辅助支撑，可以有效制备高自由度复杂结构零件，但是并未针对成型方法调整。专利授权公告号为CN 10950...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变角度随形激光选区增材制造方法，其特征在于，具体步骤如下：S1，对成型工件三维模型进行动态随形切片处理，将成型工件三维模型切片平面离散化，自上而下获取随形切片层及相关坐标信息；其中，切片平面定义为K
i
，i＝0,1,2,
……
，对于切片平面K
i
与K
i+1
之间的成型工件的随形切片层定义为P
i
，i＝0,1,2,
……
；步骤S1细分为以下步骤：步骤1，不同于传统的Z向平面等距切片，动态随形切片处理将成型工件高度方向最高的这个平面设为初始切片平面K0，自上而下依次切片处理，各切片平面K
i
上成型工件几何截面的质心定义为R
i
，i＝0,1,2,
……
，初始切片平面K0上的初始质心为R0；步骤2，为了计算和输出后续切片平面的位置和方向，各随形切片层P
i
名义层厚定义为T
i
，i＝0,1,2,
……
，两相邻切片平面法线交角定义为生长转角α
i
，i＝0,1,2,
……
，初始偏置角τ＝1
°
；步骤3，后一层切片平面K
i+1
是根据前一层切片平面K
i
和随形切片层名义层厚T
i
确定的，以切片平面K
i
的质心R
i
为球心创建半径为T
i
的球体面，质心计算公式为：其中，Un为成型工件在切片平面Ki几何截面内的坐标点，Un∈{(X
n
,Y
n
,Z
n
)|n＝(1,2,
……
,L)}，L为成型工件在切片平面K
i
上截面内包含的坐标点个数；过质心R
i
作切片平面K
i
的法线，该法线与球体面交点定义为初始交点A0，以偏置角τ沿四个方向(X+，X
‑
，Y+和Y
‑
)沿球体表面移动点A0，获得点集A
m
，m＝0,1,2,3,4；分别连接A
m
与质心R
i
获得相应法线A
m
R
i
，过点A
m
创建与A
m
R
i
垂直的平面F
m
，m＝0,1,2,3,4；通过该运算，获取五个备选切片平面F
m
；通过最小截面法判断，获得局部最优平面，截面计算公式为：其中，S
m
为成型工件在备选切片平面F
m
上的几何截面面积，m＝0,1,2,3,4；Q
w
为成型工件在备选切片平面F
m
上的几何截面外边界上以任一点Q1为起点顺时针按间距β获取的坐标点，w＝1,2,3
……
,h，0<β≤1μm；h为成型工件在备选切片平面F
m
上的几何截面外边界坐标点个数；Q
′
D
为成型工件在备选切片平面F
m
上的几何截面内孔边界上以任一点Q
′1为起点顺时针按间距β获取的坐标点，D＝1,2,3
……
,H；H为成型工件在备选切片平面F
m
上的几何截面内孔边界坐标点个数；G为成型工件在备选切片平面F
m
上的几何截面内孔数，G＝1,2,3
……
,V；V为成型工件在备选切片平面F
m
上的几何截面内孔最大个数；成型工件几何截面面积最小的平面为局部最优切片平面F
s
(F
s
∈F
m
)，相应切点为局部最优切点A
s
(A
s
∈A
m
)；步骤4，更新备选切片平面，令初始交点A0等于上一轮搜索获取的局部最优切点A
s
，备选切片平面F0等于上一轮搜索获取的局部最优切片平面F
s
，更新完成后，连接质心R
i
与A0，以偏置角τ沿四个方向(X+，X
‑
，Y+和Y
‑
)沿球表面上移动点A0，获得新的点A
m
，m＝0,1,2,3,4；分别连接A
m
与质心R
i
获得法线A
m
R
i
，每个点A
m
创建一个与A
m
R
i
垂直的平面F
m
，通过该运算...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜家龙，鲁金忠，陆旻炜，张红梅，罗开玉，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。