吹塑模具的大层厚增材制造生产方法技术

本发明专利技术一种吹塑模具的大层厚增材制造方法，其包括以下步骤：S1、将零件分为外部表层区域和内部区域两部分；S2、假设零件在x,y,z均为正值的坐标空间内，零件的表层区域厚度为W，零件表层区域打印层厚设为t，0.03＜t＜0.1，零件内部区域打印层厚为T，0.05＜T＜0.2，且t＜T；S3、判断零件内任意一点为表层区域或者内部区域；S4、根据不同区域进行不同参数控制下的零件加工。本方法将零件分成表层区域和内部高效率区域，为不同的区域配置不同的层厚和加工参数，在表层区域进行精细加工，在内部区域使用参数计算公式，计算得到大层厚加工工艺参数，进行快速加工，大幅度提高了加工效率并保证了加工质量。加工质量。加工质量。

【技术实现步骤摘要】
吹塑模具的大层厚增材制造生产方法


[0001]本专利技术涉及增材制造领域，具体地涉及一种吹塑模具的大层厚增材制造生产方法。

技术介绍

[0002]在模具行业中，吹塑模具具有加工周期快(一般一模10
‑
30s)，加工载荷小(仅为压缩空气压力，一般0.3
‑
0.5MPa)，更新换代快等特点，所以在模具加工的门类中有着反应快，加工灵活，对成本极度敏感等独特的需求。
[0003]传统的模具加工方法，内部冷却水路使用深孔钻加工，只能加工笔直的水路，无法根据零件具体情况进行优化，使用时产品冷却周期长，影响最终加工效率。现有的增材制造方法，使用堆层加工方式，成型自由性好，但是模具加工效率低下，不能满足市场要求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种吹塑模具的大层厚增材制造方法，使用壳芯结构，将零件分成表层区域内部高效率区域，打印时根据设定规则进行识别，并为不同的区域配置不同的层厚和加工参数，并在表层区域，使用100W
‑
400W的激光功率，0.05
‑
0.15的扫描间距，700
‑
1200mm/s的扫描速度，0.03
‑
0.1的层厚，进行精细加工，在内部区域高效率区域使用相应公式，计算得到大层厚加工工艺参数，进行快速加工。
[0005]具体地，本专利技术提供一种吹塑模具的大层厚高效率增材制造生产方法，其包括以下步骤：
[0006]S1、将零件分为外部表层区域和内部区域两部分；
[0007]S2、假设零件在x,y,z均为正值的坐标空间内，零件的表层区域厚度为W，零件表层区域打印层厚设为t，0.03＜t＜0.1，零件内部区域打印层厚为T，0.05＜T＜0.2，且t＜T；
[0008]S3、判断零件内任意一点为表层区域或者芯体，具体判断过程如下：
[0009]S31、对于零件内任意一点A0(x0,y0,z0),依次寻找A0上下方的一系列的点A
N1
(x0,y0,z0+t*1)、A
N2
(x0,y0,z0+t*2)、...A
NP
(x0,y0,z0+t*P)和A
M1
(x0,y0,z0‑
t*1)、A
M2
(x0,y0,z0‑
t*2)、...A
MP
(x0,y0,z0‑
t*P)，其中t*(P
‑
1)＜W≤t*P，P为正整数；当上述一系列的点中有任意一个点在零件之外时，则A0为零件的表层区域；当上述一系列的点均在零件内部时，则进入步骤S32；
[0010]S32、以A0为圆心，在z＝z0的水平平面内，判断点集A
’
(x
’
,y
’
,z0),其中(x
’‑
x0)2+(y
’‑
y0)2≤W2，如果点集A
’
(x
’
,y
’
,z0)中的点有任意一个点在零件之外时，则A0为零件的表层区域；如果点集A
’
(x
’
,y
’
,z0)的点都在零件内部，则A0点为零件的内部区域。
[0011]S4、根据不同区域进行不同参数控制下的零件加工具体包括以下子步骤：
[0012]S41、零件加工数据处理时，设备从零件的最低点开始分层，自动排列所有需要加工的高度，从低到高记为C1、C2、C3、...C
n
、...，其中C1为零件的最低点Z轴高度；
[0013]S42、当一段高度范围内，零件只有表层区域时，下一层的高度为上一层高度与零
件表层区域打印厚度之和，即C
n+1
＝C
n
+t，并标记当前层为表层区域层；
[0014]S43、当一段高度内零件表层区域与内部区域共存时，从只有表层区域的最高一层C
m
开始，下一层C
k+1
的高度等于C
m
加t的整倍数，或C
m
加T的整倍数，且C
k+1
比上一层高的距离不大于表层区域打印厚度t，即C
k+1
＝C
m
+t*I或C
k+1
＝C
m
+T*J，且C
k+1
‑
C
k
≤t，C
k+1
＞C
k
；当C
k+1
＝C
m
+t*I时，标记当前层为表层区域层；当C
k+1
＝C
m
+T*I时，标记当前层为内部区域层；
[0015]S44、加工设备自动识别所有扫描高度，并调整每次扑粉厚度，第一层铺粉厚度T1＝C1，第二层铺粉T2＝C2‑
C1，第n层铺粉T
n
＝C
n
‑
C
n
‑1；
[0016]S45、打印总高度为C
p
，当铺粉达到第P层，加工设备识别当前层为表层区域层或内部区域层，如果当前层为表层区域层，加工设备仅对这一高度的零件表层区域进行打印，如果当前层为内部区域层，加工设备仅对这一高度的零件内部区域进行打印。
[0017]优选地，步骤S45中对零件表层区域进行打印时，使用预设的表层区域加工参数对加工区域进行激光扫描，将金属粉末加热熔化成实体，加工使用的激光功率为100W
‑
400W中的某一个预设的值P1，扫描间距为0.05
‑
0.15mm中的某一个预设的值D1，扫描速度为700
‑
1200mm/s中的某一个预设的值V1。
[0018]优选地，当对零件内部区域进行打印时，使用预设的内部区域加工参数对加工区域进行激光扫描，将金属粉末加热熔化成实体，加工使用的激光功率为P2＝(P1‑
170)/t*T+(170
‑
200),使用的扫描间距为D2＝(D1‑
0.13)/t*T+(0.12
‑
0.14)，扫描速度为V2＝P2/((P1/(V1*D1*t)
‑
60*(T
‑
t))*D2*T)。
[0019]优选地，如果某一层中既被标记为表层区域层，又被标记为内部区域层，即C
H
＝C
m
+t*I
’
＝C
m
+T*J
’
,即这一层中既存在表层区域也存在内部区域，则先使用表层区域加工参数对当前层中的表层区域机型加工扫描，然后再利用内部区域加工参数，对当前层中的内部区域进行加工扫描。
[0020]优选地，使用15
‑
5pH不锈钢材料进行加工时，表层区域加工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吹塑模具的大层厚增材制造方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、将零件分为外部表层区域和内部区域两部分；S2、假设零件在x,y,z均为正值的坐标空间内，零件的表层区域厚度为W，零件表层区域打印层厚设为t，0.03＜t＜0.1，零件内部区域打印层厚为T，0.05＜T＜0.2，且t＜T；S3、判断零件内任意一点为表层区域或者内部区域，具体判断过程如下：S31、对于零件内任意一点A0(x0,y0,z0),依次寻找A0正上方及正下方的一系列的点A
N1
(x0,y0,z0+t*1)、A
N2
(x0,y0,z0+t*2)、...A
NP
(x0,y0,z0+t*P)和A
M1
(x0,y0,z0‑
t*1)、A
M2
(x0,y0,z0‑
t*2)、...A
MP
(x0,y0,z0‑
t*P)，其中t*(P
‑
1)＜W≤t*P，P为正整数；当上述一系列的点中有任意一个点在零件之外时，则A0为零件的表层区域；当上述一系列的点均在零件内部时，则进入步骤S32；S32、以A0为圆心，在z＝z0的水平平面内，判断点集A
’
(x
’
,y
’
,z0),其中(x
’‑
x0)2+(y
’‑
y0)2≤W2，如果点集A
’
(x
’
,y
’
,z0)中的点有任意一个点在零件之外时，则A0为零件的表层区域；如果点集A
’
(x
’
,y
’
,z0)的点均在零件内部，则A0点为零件的内部区域；S4、根据不同区域进行不同参数控制下的零件加工，具体包括以下子步骤：S41、零件加工数据处理时，设备从零件的最低点开始分层，自动排列所有需要加工的高度，从低到高记为C1、C2、C3、...C
n
、...，其中C1为零件的最低点Z轴高度；S42、当一段高度范围内，零件只有表层区域时，下一层的高度为上一层高度与零件表层区域打印厚度之和，即C
n+1
＝C
n
+t，并标记当前层为表层区域层；S43、当一段高度范围内零件表层区域与内部区域共存时，从只有表层区域的最高一层C
m
开始，C
k
为铺粉当前层，下一层铺粉层C
k+1
的高度等于C
m
加t的整倍数，或C
m
加T的整倍数，且C
k+1
比上一层高的距离不大于表层区域打印厚度t，即C
k+1
＝C
m
+t*I或C
k+1
＝C
m
+T*J，且C
k+1
‑
C
k
≤t，C
k+1
＞C
k

【专利技术属性】
技术研发人员：冯云龙，吴朋越，郭东海，陈新新，闻玉辉，王昌镇，吴震，
申请(专利权)人：北京易加三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：