[發(fā)明專利]基于曲面分層的復(fù)雜零件3D打印方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710310420.3
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107187056A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙冬華;郭為忠
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: B29C64/386
• 分類號: B29C64/386;B29C64/393;B33Y50/00;B33Y50/02;G06T17/00
• 代理公司: 上海交達專利事務(wù)所31201
• 代理人: 王毓理,王錫麟

1.一種基于曲面分層的復(fù)雜零件3D打印方法，其特征在于，根據(jù)復(fù)雜零件的結(jié)構(gòu)和曲面特征建立其三維模型，并進行結(jié)構(gòu)輕量化拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計和空間3D切片分層，生成用于3D打印的控制數(shù)據(jù)；根據(jù)控制數(shù)據(jù)進行打印參數(shù)設(shè)定后進行逐層3D打印，得到復(fù)雜零件的3D打印件；

所述的空間3D切片分層是指：根據(jù)復(fù)雜零件的三維模型的結(jié)構(gòu)特點，選取曲面分層方法進行曲面切片分層，對分層后的空間3D分層數(shù)據(jù)進行處理后選擇填充策略填充，進行打印路徑及軌跡規(guī)劃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜零件3D打印方法，其特征是，所述的結(jié)構(gòu)輕量化拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計的依據(jù)為結(jié)構(gòu)功能分析、承載性能約束分析和應(yīng)力特性分析。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜零件3D打印方法，其特征是，所述的選取曲面分層方法包括但不限于：按照纖維增長的方向或者結(jié)合結(jié)構(gòu)和曲面進行隨形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜零件3D打印方法，其特征是，所述的曲面切片分層的方向可由里向外、由外向里，并且層厚相等或不等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜零件3D打印方法，其特征是，所述的逐層3D打印是指：結(jié)合CNC加工控制成形精度分層打印，每打印一層或數(shù)層后采用沿著成形面法向方向施壓的方式進行加工強化。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜零件3D打印方法，其特征是，所述的復(fù)雜零件的結(jié)構(gòu)包括：空間異形管道結(jié)構(gòu)、一體化復(fù)雜結(jié)構(gòu)和空間自由曲面結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜零件3D打印方法，其特征是，所述的曲面特征包括：空間自由曲面、旋轉(zhuǎn)曲面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜零件3D打印方法，其特征是，所述的建立，通過面向打印對象本身的形狀、性質(zhì)以及工藝材料需求，利用三維造型軟件進行建模實現(xiàn)。

9.一種實現(xiàn)上述任一權(quán)利要求所述方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：復(fù)雜零件的三維建模、結(jié)構(gòu)輕量化拓?fù)鋬?yōu)化模塊、空間3D切片分層模塊、控制數(shù)據(jù)生成模塊、打印參數(shù)設(shè)定模塊、數(shù)據(jù)傳輸及3D打印模塊和后處理模塊，其中：復(fù)雜零件的三維建模與結(jié)構(gòu)輕量化拓?fù)鋬?yōu)化模塊之間通過三維模型數(shù)據(jù)進行傳遞，結(jié)構(gòu)輕量化拓?fù)鋬?yōu)化模塊與空間3D控制數(shù)據(jù)生成模塊切片分層模塊之間通過STL模型進行數(shù)據(jù)傳遞，空間3D控制數(shù)據(jù)生成模塊切片分層模塊包括空間分層以及打印軌跡生成，控制數(shù)據(jù)生成模塊將空間3D控制數(shù)據(jù)生成模塊切片分層模塊得到的打印軌跡轉(zhuǎn)換為各個電機聯(lián)動的控制數(shù)據(jù)，通過打印參數(shù)設(shè)定模塊設(shè)定打印參數(shù)，利用數(shù)據(jù)傳輸及3DD打印模塊實現(xiàn)上、下位機之間的數(shù)據(jù)傳輸，并借助于打印參數(shù)設(shè)定模塊設(shè)定的打印參數(shù)進行打印，從而實現(xiàn)整個3D控制數(shù)據(jù)生成模塊打印件的成形，結(jié)合后處理模塊，對打印件進行一定的后處理得到最終的打印件。