【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及3d打印，特别涉及一种激光选区熔化的制造方法。
技术介绍
1、激光选区熔化(slm 3d打印)技术是一种粉末床熔融增材制造技术，其技术原理是将金属粉末布展在成形仓内，通过激光进行二维轮廓扫描形成二维轮廓实体，不断重复此过程，二维实体轮廓叠加形成三维实体。因为激光选区熔化技术激光光斑较小，此技术可以制备较为复杂零件且具有较高尺寸精度，故激光选区熔化在加工制造领域已有较多应用，但其技术特点决定零件“悬空”结构是无法直接在松散的粉末上直接熔化成形，零件的部分结构能够通过已成形区域作为自支撑往上“长”(自支撑原则一般是与竖直方向夹角≤45°可满足自支撑)，零件的另一部分结构与水平方向夹角＞45°需要额外设计辅助支撑，保证悬空或悬臂结构成形，所以零件的倾斜角度会影响辅助支撑的设计。同时零件不同的倾斜角度会导致不同的过渡面，若过渡面尖锐，则存在较高的打印风险，不利于零件打印成形。
2、现有的激光选区熔化技术，通常将零件水平放置进行打印，会存在过渡面尖锐，由此导致打印的零件质量差甚至出现打印失败的情况。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中由于零件的摆放角度不准确，导致后期打印的零件质量差的缺陷，提供一种激光选区熔化的制造方法。
2、本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
3、一种激光选区熔化的制造方法，所述制造方法包括：
4、步骤s1、获取零件的三维模型并按照成形方向摆放；
5、步骤
6、步骤s3、若相邻切片层级之间的截面积的差的绝对值大于预设值，则标记远离成形起点的切片层级为打印高风险n，否则标记为打印低风险y；
7、步骤s4、评估切片层级的打印风险，若不满足预设的打印标准，则调整零件的摆放角度，返回步骤s2。
8、在本方案中，该激光选区熔化的制造方法，先将零件的三维模型按照零件的成形方向(通常为竖直方向)进行摆放，以获得零件的一个初始摆放位置，然后利用切片软件对零件沿成形方向依次进行水平切片，从而获得不同切片层级的截面积，以便后续分析实体截面过大的位置，进一步地对相邻切片层级的截面积做差的绝对值与预设值进行比较，若差的绝对值大于预设值，则标记远离成形起点的切片层级(在竖直方向上的上层)为打印高风险n，否则标记为打印低风险y，最后对切片层级的打印风险进行评估，若不满足打印标准，则调整零件的摆放角度，返回步骤s2重新执行，直至切片层级的打印风险满足预设的打印要求，通过多次循环迭代，找到零件的摆放的最佳角度，来规避因实体截面变化率过大导致零件打印质量差甚至打印失败的情况。其中，在切片分析过程中的预设厚度可根据零件的复杂程度进行选择设定，通常对于细小的精密零件可将预设厚度设置得小一些，对于尺寸较大的零件可将预设厚度设置得稍大一些。在评估切片层级的打印风险过程中，其中预设的打印标准可根据用户进行设定，例如，将可打印的标准设定为：标记为打印高风险n的切片层数的数量占总的切片层数的数量不高于10％或者其他比例值。成形起点为3d打印开始的点。
9、较佳地，所述预设值为相邻层级中靠近成形起点的切片层级的截面积的一半。
10、在本方案中，靠近成形起点的切片层级即为在竖直方向上的下层，也是在打印时相邻层级中最先成形的切片层级，预设值为相邻层级中靠近成形起点的切片层级的截面积的一半，便于兼顾相邻层级之间的变化率，防止变化率过大，导致打印质量差。
11、较佳地，在步骤s1中，将零件的最低点高于打印基准平面摆放。
12、在本方案中，采用上述设置，用于在零件的底面和基准平面之间设置支撑，以保证零件最低点能够打印成功。
13、较佳地，在步骤s4评估切片层级的打印风险的过程中，若相邻切片层级之间的截面积的差的绝对值大于预设值，且在靠近成形起点的预设层数内，则将标记切片层级为打印高风险n的标识修改为打印低风险y。
14、在本方案中，靠近成形起点的最初预设层数内处于设备的激光场与风场最佳状态，同时也处于支撑状态较好的状态，尽管在靠近成形起点的预设层数被标记为打印高风险n，其存在的打印风险任然较低。可通过人工修订的方式把靠近成形起点的预设层数内存在打印高风险n判定为“风险忽略”，并将记号由n改为y，而不会影响3d打印质量。当然，此处的预设层数可根据零件的实际情况进行设定。
15、较佳地，在步骤s4评估切片层级的打印风险的过程中，若相邻层级沿成形方向由大截面积过渡到小截面积，则将标记切片层级为打印高风险n的标识修改为打印低风险y。
16、在本方案中，打印中间过程中，若是切片层级由大截面积过渡到小截面积，而被判定为打印高风险n，但实际上是可以正常打印，这是因为在实际打印时，大截面积的切片层级先打印且处于小截面积的切片层级下方，能够实现自支撑，所以不存在打印高风险的情况。只有切片层级由小截面积过渡到大截面积，打印时，设备的激光场和风场稳定性有了干扰，打印仓室环境复杂多变，支撑状态也不是最佳，因此需提前将被判定为打印高风险n的切片层级通过改变零件的摆放角度来进行优化。
17、较佳地，将零件的管口背向风场的来向摆放。
18、在本方案中，零件管口朝向将决定零件在风场末尾的吸风口处实体区域的面积，此面积理应尽可能小，因为打印时风场尾端有较多烟尘及飞溅物沉降，导致此区域粉末状态不佳，易引起失稳。将零件的管口背向风场的来向摆放，能够使零件在风场末尾的吸风口处的实体区域的面积较小，降低打印时烟尘的影响。
19、较佳地，所述预设厚度为0.05mm。
20、较佳地，所述制造方法还包括：
21、步骤s5、设计支撑；
22、步骤s6、对零件进行打印。
23、较佳地，在步骤s6中，将零件划分为多个打印区域，在多个所述打印区域内同时进行打印。
24、在本方案中，采用上述步骤设置，提高打印速度。
25、较佳地，在同时打印多个所述打印区域时，沿风场方向多个所述打印区域错位打印；
26、和/或，在每一所述打印区域内，进行逆风打印；
27、和/或，在打印的过程中，确保不同打印层的接缝错位。
28、在本方案中，沿风场方向错位打印多个打印区域，避免风场前端打印区域对后端打印区域造成烟尘与颗粒飞溅物的影响，提高打印质量。
29、采用逆风打印，可以尽可能地减少烟尘及飞溅物对零件已成形区域造成不利影响。
30、不同打印层的接缝错位，避免在同一区域形成薄弱部位。优选地，接缝区域适当加宽，避免接缝区域因为能量输入过大导致接缝区域开裂或尺寸变形，降低打印质量。
31、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。
32、本专利技术的积极进步效果在于：该激光选区熔化的制造方法，先将零件的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光选区熔化的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
2.如权利要求1所述的激光选区熔化的制造方法，其特征在于，所述预设值为相邻层级中靠近成形起点的切片层级的截面积的一半。
3.如权利要求1所述的激光选区熔化的制造方法，其特征在于，在步骤S1中，将零件的最低点高于打印基准平面摆放。
4.如权利要求1所述的激光选区熔化的制造方法，其特征在于，在步骤S4评估切片层级的打印风险的过程中，若相邻切片层级之间的截面积的差的绝对值大于预设值，且在靠近成形起点的预设层数内，则将标记切片层级为打印高风险N的标识修改为打印低风险Y。
5.如权利要求1所述的激光选区熔化的制造方法，其特征在于，在步骤S4评估切片层级的打印风险的过程中，若相邻层级沿成形方向由大截面积过渡到小截面积，则将标记切片层级为打印高风险N的标识修改为打印低风险Y。
6.如权利要求1所述的激光选区熔化的制造方法，其特征在于，将零件的管口背向风场的来向摆放。
7.如权利要求1所述的激光选区熔化的制造方法，其特征在于，所述预设厚度为0.05mm。
...【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
2.如权利要求1所述的激光选区熔化的制造方法，其特征在于，所述预设值为相邻层级中靠近成形起点的切片层级的截面积的一半。
3.如权利要求1所述的激光选区熔化的制造方法，其特征在于，在步骤s1中，将零件的最低点高于打印基准平面摆放。
4.如权利要求1所述的激光选区熔化的制造方法，其特征在于，在步骤s4评估切片层级的打印风险的过程中，若相邻切片层级之间的截面积的差的绝对值大于预设值，且在靠近成形起点的预设层数内，则将标记切片层级为打印高风险n的标识修改为打印低风险y。
5.如权利要求1所述的激光选区熔化的制造方法，其特征在于，在步骤s4评估切片层级的打印风险的过程中，若相邻层...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊恩想，曹章轶，吴欢欢，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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