本发明专利技术涉及一种基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺，包括：依据零件切片图像规划面光源曝光路径，设定相邻的面光源曝光面搭接区域；根据零件切片图像的分布位置，将面光源曝光区域划分为第一区域、第二区域及第三区域；设定第一区域、第二区域及第三区域的图像灰度值；其中，第一区域为投影图像的暗区部分，第二区域为投影图像的亮区部分中的图像搭接区域，第三区域为投影图像的亮区部分中的图像非搭接区域。该基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺的目的是解决面曝光搭接区域能量输入过大而出现过烧、塌陷、气孔的问题。题。题。
【技术实现步骤摘要】
一种基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺
[0001]本专利技术涉及激光粉末床增材制造
，具体涉及一种基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺。
技术介绍
[0002]激光选区熔化是一种由数据驱动、逐层累加材料成形实体零件的先进制造技术，与传统的减材制造相比，该技术可成形轻量化、复杂结构和多材料梯度结构，工艺流程短、材料浪费少，且无需模具，支持个性化和定制化加工，已广泛应用于航空航天、生物医疗、汽车等领域。该技术是利用激光烧结预先铺设在成形区域的粉末，使之熔化沉积的多种物理场相互耦合、高度动态的复杂过程。传统激光选区熔化系统主流的加工方式是控制激光束对粉末原料的表面进行逐点扫描，按照切片图像完成“由点
‑
到线
‑
再到面”的粉末层熔融，被扫描区域的粉末薄层产生光聚合反应而熔化，形成零件的一个薄层。
[0003]为了提高激光选区成形效率和质量，基于面曝光的激光选区熔化成形方式越来越多的关注。用面光源代替传统的点光源，可以跳过“由点
‑
到线
‑
再到面”成形过程，由面光源在粉末床上曝光既可以一次成形切片图像；另一方面，由于是面光源整体曝光，其熔化粉末时熔池热传递更加稳定，成形质量可以进一步得到提高。
[0004]基于面曝光的激光选区熔化成形技术依赖于面激光光源及光阀技术的发展，受限于熔融能量、面光源均质质量、光阀耐受等因素的限制，面光源和光阀的尺寸无法做到很大，在大零件成形过程中仍需要通过面光源的图像搭接来扩大成形面积，由于搭接区域粉末要经历两次面光源的曝光熔融，因此搭接区域粉末极易因为能量输入过大而出现过烧、塌陷、气孔等质量问题。
[0005]因此，专利技术人提供了一种基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺。
技术实现思路
[0006](1)要解决的技术问题
[0007]本专利技术实施例提供了一种基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺，解决了面曝光搭接区域能量输入过大而出现过烧、塌陷、气孔的技术问题。
[0008](2)技术方案
[0009]本专利技术提供了一种基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺，包括以下步骤：
[0010]依据零件切片图像规划面光源曝光路径，设定相邻的面光源曝光面搭接区域；
[0011]根据所述零件切片图像的分布位置，将面光源曝光区域划分为第一区域、第二区域及第三区域；
[0012]设定所述第一区域、所述第二区域及所述第三区域的图像灰度值；
[0013]其中，所述第一区域为投影图像的暗区部分，所述第二区域为所述投影图像的亮区部分中的图像搭接区域，所述第三区域为所述投影图像的亮区部分中的图像非搭接区
域。
[0014]进一步地，所述依据零件切片图像规划面光源曝光路径，设定相邻的面光源曝光面搭接区域，具体为：
[0015]根据零件切片图像规划面光源曝光路径，确定相邻的面光源曝光面搭接区域宽度为设定值。
[0016]进一步地，所述设定所述第一区域、所述第二区域及所述第三区域的图像灰度值，具体为：
[0017]设定所述第一区域的图像灰度值为0、所述第二区域的图像灰度值为1～254及所述第三区域的图像灰度值为255。
[0018]进一步地，所述第二区域的图像灰度值为150～200。
[0019]进一步地，面光源的曝光平均功率为150w～300w，曝光时间为100～250μs。
[0020]进一步地，铺粉的层厚为30μm。
[0021]进一步地，激光器的波长为1064nm。
[0022]进一步地，面光源为正方形匀质光斑。
[0023](3)有益效果
[0024]综上，本专利技术通过调整投影图像各像素点灰度值，动态调整光阀相应区域的光电效应强度，控制面光源经透射光阀后的偏振特性，最终实现面光源任意局部区域有效熔融能量的调控，控制搭接区域单次熔融能量，有效提高了面光源搭接区域的成形质量。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本专利技术实施例提供的一种基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺的流程示意图；
[0027]图2是本专利技术实施例提供的一种基于面曝光的激光选区熔化成形装置的结构示意图；
[0028]图3是本专利技术实施例提供的一种相邻面光源曝光面之间存在图像搭接区域的示意图；
[0029]图4是本专利技术实施例提供的一种面光源曝光区域的划分示意图。
[0030]图中：
[0031]1‑
二极管激光阵列匀质光单元；2
‑
光寻址光阀成像单元；3
‑
光源偏转成像单元；4
‑
二极管激光阵列；5
‑
匀光模组；6
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投影器；7
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切片图像；8
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二向色镜；9
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光寻址光阀；10
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偏振棱镜；11
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黑箱；12
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投影光的暗区部分；13
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投影透镜系统；14
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反射镜；15
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X轴调整镜片；16
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Y轴调整镜片；17
‑
场镜；18
‑
成形平台；19
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熔融粉末层。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详
细描述和附图用于示例性地说明本专利技术的原理，但不能用来限制本专利技术的范围，即本专利技术不限于所描述的实施例，在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
[0033]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0034]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0035]图1是本专利技术实施例提供的一种基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺的流程示意图，该方法可以包括以下步骤：
[0036]S100、依据零件切片图像规划面光源曝光路径，设定相邻的面光源曝光面搭接区域；
[0037]S200、根据零件切片图像的分布位置，将面光源曝光区域划分为第本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：依据零件切片图像规划面光源曝光路径，设定相邻的面光源曝光面搭接区域；根据所述零件切片图像的分布位置，将面光源曝光区域划分为第一区域、第二区域及第三区域；设定所述第一区域、所述第二区域及所述第三区域的图像灰度值；其中，所述第一区域为投影图像的暗区部分，所述第二区域为所述投影图像的亮区部分中的图像搭接区域，所述第三区域为所述投影图像的亮区部分中的图像非搭接区域。2.根据权利要求1所述的基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺，其特征在于，所述依据零件切片图像规划面光源曝光路径，设定相邻的面光源曝光面搭接区域，具体为：根据零件切片图像规划面光源曝光路径，确定相邻的面光源曝光面搭接区域宽度为设定值。3.根据权利要求2所述的基于面曝光的激光选区熔化成形图像的搭接工艺，其特征在于，所述设...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢一思，李怀学，胡全栋，徐明，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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