[發明專利]用于增材制造的多激光掃描方法

在審

• 申請號: 201810403444.8
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108437455A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 許小曙;鮑光;楊大風;姜源源
• 申請（專利權）人: 湖南華曙高科技有限責任公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/386;B33Y50/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

本發明涉及一種用于增材制造的多激光掃描方法，根據多激光掃描系統中各激光掃描頭的位置關系，對三維模型切片后獲得的各離散層進行對應的掃描區域劃分，每層離散層的相鄰掃描區域之間形成供對應的相鄰激光掃描頭共同掃描的掃描拼接線，所述掃描拼接線為非直線；至少一層離散層中的至少部分掃描拼接線在相鄰離散層上的投影與該相鄰離散層上對應的掃描拼接線不重合。本發明可顯著減少因燒結能量集中帶來的明顯拼接痕跡和性能下降，從而提高多激光燒結成型工件表面質量和各項性能。

技術領域

本發明涉及選擇性激光燒結領域，具體涉及一種用于增材制造的多激光掃描方法。

背景技術

選擇性激光燒結工藝的基本過程是：根據待成型的零部件，構建對應的三維模型，并對該模型執行分層切片及離散處理，由此獲得每一個離散層的模型輪廓。送粉裝置將一定量粉末送至工作臺面，鋪粉裝置將一層粉末材料平鋪在成型缸上，加熱裝置將粉末加熱至設定的溫度，振鏡系統控制激光器按照第一層離散層的截面輪廓對粉末層進行掃描，使粉末熔化并實現粘接；當第一層截面燒結完后，工作臺下降一個層的厚度，鋪粉裝置在已成型的截面上鋪上一層均勻密實的粉末，進行新一層截面的掃描燒結，經若干層掃描疊加，直至完成整個原型制造。

在上述工藝過程中，通常由一個振鏡系統控制一個激光器來實現整個截面的掃描燒結。隨著工業化和激光打印技術的發展，燒結成型區域的截面面積逐漸增加，加之對成型效率要求的不斷提升，傳統的單激光燒結已無法滿足需求，因此多激光分區域掃描燒結成為了增材制造面向高效率、大尺寸及批量制造的新一代成型工藝，是選擇性激光成型工藝發展的新趨勢。

多激光器分區域掃描不可避免存在相鄰掃描區域的掃描搭接線，即供相鄰激光掃描頭共同掃描的掃描拼接線，由于存在重復燒結，掃描區域的應力較大，且表面質量也較差。

發明內容

基于此，有必要提供一種減少拼接區域應力、并提高拼接區域表面質量的用于增材制造的多激光掃描方法。

一種用于增材制造的多激光掃描方法，根據多激光掃描系統中各激光掃描頭的位置關系，對三維模型切片后獲得的各離散層進行對應的掃描區域劃分，每層離散層的相鄰掃描區域之間形成供對應的相鄰激光掃描頭共同掃描的掃描拼接線，所述掃描拼接線為非直線；至少一層離散層中的至少部分掃描拼接線在相鄰離散層上的投影與該相鄰層上對應的掃描拼接線不重合。

本發明通過研究發現，通過將掃描拼接線設置為非直線，并將至少一層離散層中的至少部分掃描拼接線設置為在相鄰離散層上的投影與該相鄰層上對應的掃描拼接線不重合，可顯著避免因燒結能量集中帶來的明顯拼接痕跡，從而提高多激光燒結成型工件表面質量，并且可顯著避免因重復燒結帶來的性能下降，改善拼接區域的熱學性能，從而提高拼接區域的力學性能，減小工件的形變和應力。

在其中一個實施例中，至少一層離散層中的所有掃描拼接線在相鄰離散層上的投影與該相鄰層上對應的掃描拼接線均不重合。

在其中一個實施例中，所有離散層中的至少部分掃描拼接線在相鄰離散層上的投影與該相鄰層上對應的掃描拼接線均不重合。

在其中一個實施例中，所有離散層中的所有掃描拼接線在相鄰離散層上的投影與該相鄰層上對應的掃描拼接線均不重合。

所有離散層中的所有掃描拼接線在其他離散層上的投影與該其他離散層上對應的掃描拼接線均不重合。

在其中一個實施例中，所述不重合為部分不重合和完全不重合中的一種。

在其中一個實施例中，相鄰離散層對應的掃描拼接線形狀不相同。

在其中一個實施例中，每層離散層上的掃描拼接線的形狀選自多段折線和曲線中的至少一種。

在其中一個實施例中，每層離散層的相鄰掃描區域之間具有掃描搭接區，對應的相鄰激光掃描頭的掃描拼接線位于所述掃描搭接區內。