[發明專利]一種高精度增減材3D打印方法以及裝置

在審

• 申請號: 201811534251.2
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109571017A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 邱建榮;錢濱;秦嬉嬉;孫盛芝;黎響;魏巍
• 申請（專利權）人: 寧波匠心快速成型技術有限公司
• 主分類號: B23P23/00
• 分類號: B23P23/00;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

本發明涉及一種高精度增減材3D打印方法，包括以下步驟：(1)首先建立兩種模型切片文件，第一種為用于激光增材加工的切片數據文件；第二種是用于激光減材的加工的切片數據文件；(2)根據以下步驟進行打印：a、激光板卡控制系統根據第一種切片數據文件建造一層或多層實體毛坯；b、激光板卡控制系統根據第二種切片數據文件控制第二激光發生器對實體毛坯進行精細輪廓修邊；c、利用切片軟件判斷所述實體毛坯是否加工到最后一層，若否則重復步驟a、b；若是則進行下一個步驟；d、對整個上表面進行精細激光減材打磨；本發明還涉及實現上述方法的3D打印裝置。前述打印方法加工效率較高，所得金屬零件的精度高，3D打印裝置結構簡單。

技術領域

本發明涉及增減材3D打印方法，尤其涉及一種高精度增減材金屬零件的3D打印方法以及裝置。

背景技術

金屬零部件傳統加工通常運用削、銑、磨等繁瑣的工藝，不僅是浪費時間，更是浪費原材料，費時費力費材；且傳統方法無法加工異形、復雜的零部件。現代化生產以及智能制造正逐漸取代傳統加工行業，成為一種新型的工業生產方式，運用3D激光打印增材技術制造金屬零部件，在國內及國際上已成為一種發展迅速且逐漸成熟的新型制造加工技術，可以彌補傳統機加工成型的很多不足。

然而，運用增材技術制造的零部件表面粗糙精度差，微觀不均勻，外形尺寸精度不夠，無法直接滿足工業精度要求等缺陷。所以目前通過增材制造的零部件還需要通過后續減材技術進行表面加工處理。已有一些報道及專利將激光增材技術與傳統減材工藝結合起來制造，例如公開號為CN108127917A的中國發明專利《一種小型五軸數控可增減材加工的機床》以及公開號為CN107414151A的中國發明專利《3D打印和銑削的增減材復合加工裝置》將激光增材系統和機床或五軸聯動系統等切削單元結合在一起，先通過激光打印增材制造，再通過切削單元進行銑銷加工，從而達到表面精度要求。但是，現有技術中的上述設備裝置復雜程度高，工作平臺、構造控制單元復雜；且通過切削工藝耗時長，加工過程受切削速度、刀頭壽命、切削后處理等影響，導致雖然解決了增材制造表面精度差的問題，但是大大延長了加工時間。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種加工效率較高，所得金屬零件的精度高的高精度增減材3D打印方法，以及實現前述方法的結構簡單的3D打印裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種高精度增減材3D打印方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)首先根據零部件三維圖紙模型建立兩種模型切片文件，第一種為用于激光增材實體毛坯建造的切片數據文件，該切片數據文件所構成的模型尺寸略大于實際要求尺寸，為后續激光減材加工留夠余量；第二種是用于激光減材的輪廓加工的切片數據文件；

(2)設定打印工藝在3D打印裝置內根據以下步驟進行打印：

a、激光板卡控制系統根據第一種切片數據文件控制第一激光發生器使用金屬粉末采用激光燒結的3D打印方式建造一層或多層實體毛坯；

b、激光板卡控制系統根據第二種切片數據文件控制第二激光發生器對步驟a建造的實體毛坯進行精細輪廓修邊；

c、利用切片軟件判斷所述實體毛坯是否加工到最后一層，若否則重復步驟a、b；若是則進行下一個步驟；

d、利用激光板卡控制系統根據第二種切片數據文件控制所述第二激光發生器對整個上表面進行精細打磨；

(3)得到打印完成的金屬零部件；

所述步驟a所用第一激光發生器為現有技術中用于3D激光打印的普通激光發生器，步驟b、d的所述第二激光發生器發射飛秒或納秒或皮秒激光中的任意一種激光進行加工。

優選的，所述金屬粉末可以選擇不銹鋼316L、模具鋼1.2709、模具鋼CX、模具鋼S136、模具鋼H13中的任意一種金屬粉末，但不僅限于上述材料。