一种多材质复合砂型梯度自适应打印形性控制方法技术

本发明专利技术公开一种多材质复合砂型梯度自适应打印形性控制方法，具体步骤为根据高性能铸件铸造要求将铸件三维模型分成两个或者多个三维模型，通过切片软件切片获得两个或者多个相应图案集，分别将不同的切片图案集依次导入打印程序中进行分区域打印梯度。喷墨打印采用单、双或多喷头结构，铺砂结束后在每个幅宽内根据切片图案信息喷射相应灰度树脂含量，然后进行多个幅宽喷墨打印，不同灰度图案信息连接在一起，形成片层轮廓信息，最后再铺砂喷墨打印直至打印结束。本发明专利技术较好的解决了多材质砂型打印不同型砂需要喷射不同浓度树脂以及多材质砂型分区域切片难以实现的问题，对实现复杂薄壁件砂型成形和提高铸件品质具有重要意义。义。义。

【技术实现步骤摘要】
一种多材质复合砂型梯度自适应打印形性控制方法


[0001]本专利技术属于砂型3D打印领域，特别是涉及一种多材质复合砂型梯度自适应打印形性控制方法。

技术介绍

[0002]随着铸造市场需求不断提高，传统的模具生产零件的方式带来的生产周期长和成本高很难满足发展需要，能够实现单件、小批量、多品种的砂型3D打印技术成为当前热门的生产方式之一。砂型3D打印能够实现快速成型铸件，且铸件砂型精度高、成本低。
[0003]砂型3D打印在铸造领域得到迅速发展，型砂材料的选择以及型砂的配比有着深度的研究，已经能够满足大多数的生产需求。但是砂型打印还停留在单一材质砂型打印，不能满足复杂铸件组织性能、力学性能及尺寸精度的调控，复杂铸件高性能成形难。
[0004]为了解决上诉问题，现有的多材质3D打印还不能实现多材质多区域高柔性砂型3D打印，其中因为不同型砂符合打印参数的树脂浓度要求不同，需要根据不同型砂区域喷射不同浓度的树脂，现有技术还不能很好的解决多材质砂型分区域梯度打印问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术公开了一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法，该方法通过三维模型的分解成两个三个模型，再将两个三维模型进行切片和补空白切片从而控制两个喷头根据切片喷射不同浓度的树脂，进而实现多材质砂型分区域梯度打印。本专利技术的技术方案为：
[0006]一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法，所述方法具体包括以下步骤：
[0007]S1根据铸件性能要求将砂型三维模型分成两个或两个以上三维模型，将两个或多个三维模型导入切片软件中进行切片，分成不同的切片集；
[0008]S2分别根据不同切片集进行多种材质型砂分区域精准铺设，铺砂结束后打印系统根据不同切片集在单个幅宽内进行喷射对应灰度的树脂含量，进行多个幅宽打印；
[0009]S3单层打印结束后继续进行铺砂和打印直至打印结束。
[0010]进一步的，砂型模型的种类根据铸件组织性能、力学性能、尺寸精度以及强度、透气性、发气量等指标要求进行划分与匹配。
[0011]进一步的，分成的两个或多个三维模型整体空间坐标相对原先总模型原点保持不变。
[0012]进一步的，砂型模型分类前需在原有砂型三维模型切片方向上加上下两个模型，待分成两个三维模型后也需加上上下两个模型用于保证两个模型在切片方向上高度一致，切片获得的图案数相等。
[0013]进一步的，打印系统装有单、双或多个供墨系统和喷头，单个喷头的运动轨迹为：往返移动：单个喷头从开始位置进行连续单个幅宽往返移动到结束位置，再从结束位置进行连续单个幅宽往返移动到开始位置；或“弓”形移动：单个喷头从开始位置进行“弓”形移
动到结束位置，再从结束位置进行“弓”形移动到开始位置，单个喷头适用两个模型打印。
[0014]两或多个喷头的树脂浓度跟型砂打印参数匹配，两或多个喷头的共同移动轨迹跟单喷头移动轨迹相同，或者采用两或多个喷头交叉移动，移动轨迹为：两组喷头从斜对角出发，每组喷头各自采取单喷头移动轨迹。
[0015]更进一步的，上下两个模型距离原砂型切片方向上一个层厚距离，模型为单个层厚，形状任意，待切片结束后删除各自模型上下各两张图片；
[0016]更进一步的，如果多个模型在切片方向上最上和最下空间坐标相等，不用添加上下两个模型。
[0017]更进一步的，所述两或多个喷头移动轨迹为往返移动时，喷头组“往”的过程进行喷墨打印，“返”的过程不打印；或在一小组喷头“往”的过程进行喷墨打印，另一小组喷头“返”的过程进行喷墨打印。
[0018]所述移动轨迹“往返移动”中喷头组表示两个或多个喷头有一定间距的并排放在一起，“往”、“返”表示喷头幅宽内移动方向；
[0019]更进一步的，所述两或多个喷头移动轨迹为弓形移动时，两个或多个喷头有一定间距的并排放在一起并排一起进行移动。
[0020]更进一步的，所述两或多个喷头移动轨迹为双向弓形移动时，两个喷头时喷头从对角开始进行，打印结束后返回；多个喷头时采用几个喷头并排为一组，两组喷头进行交叉运动，打印幅宽为偶数。
[0021]更进一步的，所述两或多个喷头移动轨迹为双向往返移动时，两组喷头进行“往”、“返”打印，打印幅宽为偶数。
[0022]更进一步的，所述单个喷头往返移动表示采用一个喷头根据一组切片喷射对应灰度树脂，到达结束位置位置时再调节灰度根据另外一组切片喷射对应灰度树脂，喷头采用“往”、“返”打印。
[0023]更进一步的，所述单个喷头“弓”形移动轨迹表示单个喷头采用一个喷头根据一组切片喷射对应灰度树脂，到达到达打印平面末端位置时再调节灰度根据另外一组切片喷射对应灰度树脂，喷头采用“弓”字打印。
[0024]采用上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：
[0025]1、通过将三维模型分成两个三维模型，再在两个三维模型上加固定模型空间位置的切片方向三维模型，可以快速实现两个三维模型切片总量相等，同时两个模型在切片图片中位置精确，保证了多材质砂型3D打印精度；
[0026]2、通过采用单、双或多个喷头打印技术，可以在实现根据不同切片集喷射不同灰度的树脂，解决了多材质砂型因不同型砂符合打印参数的喷射树脂浓度不同问题；
[0027]3、通过双或多个喷头组成喷头组满足多个灰度打印，同时灵活的运动方式使打印柔性更好，多个喷头的使用也大大提高多材质打印效率。
附图说明
[0028]图1为一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法模型分层示意图。
[0029]图2为一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法单喷头打印系统运动和运动方式图；
[0030]图3为一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法双喷头打印系统运动和运动方式图。
①
：双喷头“往”的过程进行喷墨打印，“返”的过程不打印；
②
：双喷头中一个喷头“往”的过程打印，另一个喷头“返”的过程打印；
[0031]图4为一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法双喷头打印系统运动和运动方式图。
[0032]图5为一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法总体流程图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0034]实施例1：
[0035]某薄壁件中薄壁区域需要精度高，力学性能好，因此在薄壁区域
[0036]用铬铁矿砂进行打印，其他区域用硅砂进行打印。在薄壁件三维模型切片方向上加上下两个三维模型，三维模型各自距离切片上下面一个层厚距离(0.5mm)，三维模型任意形状单层厚。将薄壁区域和上下两个三维模型作为A模型，除薄壁区域以外的三维模型和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：S1：根据铸件性能要求将砂型三维模型分成两个或两个以上的三维模型，将三维模型导入切片软件中进行切片，分成不同的切片集；S2：分别根据不同切片集进行多种材质型砂分区域精准铺设，铺砂结束后打印系统根据不同切片集在单个幅宽内进行喷射对应灰度的树脂含量，进行多个幅宽打印；S3：单层打印结束后继续进行铺砂和打印直至打印结束。2.根据权利要求1所述的一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法，其特征在于，所述S1中分成的两个或两个以上的三维模型整体空间坐标相对原先总模型原点保持不变。3.根据权利要求1所述的一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法，其特征在于，所述S1中砂型模型分类前需在原有砂型三维模型切片方向上加上、下两个模型，待分成两个三维模型后也需加上、下两个模型用于保证两个模型在切片方向上高度一致，切片获得的图案数相等。4.根据权利要求1所述的一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法，其特征在于，所述S1中打印系统装有单、两个或多个供墨系统和喷头，其中单个喷头的运动轨迹为：往返移动：单个喷头从开始位置进行连续单个幅宽往返移动到结束位置，再从结束位置进行连续单个幅宽往返移动到开始位置；或“弓”形移动：单个喷头从开始位置进行“弓”形移动到结束位置，再从结束位置进行“弓”形移动到开始位置，单个喷头适用两个模型打印；两或多个喷头的树脂浓度跟型砂打印参数匹配，两或多个喷头的共同移动轨迹跟单喷头移动轨迹相同，或者采用两或多个喷头交叉移动，移动轨迹为：两组喷头从斜对角出发，每组喷头各自采取单喷头移动轨迹。5.根据权利要求3所述的一种多材质砂型分区域梯度打印形性控制方法，其特征在于，上、下两个模型距离原砂型切...

【专利技术属性】
技术研发人员：单忠德，胡央央，杨浩秦，王尧尧，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：