[發(fā)明專利]一種壺形薄壁件的3D打印增材制造方法

有效

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• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110605391B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡萬謙;李振民;鄧韻琦;王聯(lián)波;于直;劉操
• 申請（專利權(quán)）人: 江西寶航新材料有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F5/10;B33Y10/00;B33Y50/00
• 代理公司: 北京沁優(yōu)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11684
• 代理人: 郭峰

本發(fā)明提供了一種壺形薄壁件的3D打印增材制造方法，所述方法包括如下步驟：建模，通過三維建模軟件，使壺形薄壁件開口朝上建立實體三維模型；切割，通過三維設(shè)計軟件，對實體三維模型進行切割處理，得到切割特征數(shù)據(jù)；切片，通過三維設(shè)計軟件，對切割特征數(shù)據(jù)進行Z軸方向切片，獲得截面輪廓數(shù)據(jù)；填充，通過填充軟件及截面輪廓數(shù)據(jù)，對打印區(qū)域進行路徑填充，得到激光加工參數(shù)，生成加工信息；掃描加工，通過加工信息，打印得到壺形薄壁件。本發(fā)明能夠用于具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁壺體的3D打印，提高3D打印的效率，減少3D打印中支撐結(jié)構(gòu)的數(shù)量，從而降低產(chǎn)生的材料浪費，減少后期的處理工作。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種壺形薄壁件的3D打印方法，特別涉及一種壺形薄壁件的3D打印增材制造方法。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，市場對零件加工行業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、精度、生產(chǎn)效率及產(chǎn)品種類的要求越來越高，且零件加工行業(yè)出現(xiàn)明顯的定制化趨勢，單件及小批量的需求比重越來越大，采用傳統(tǒng)的機械加工無法滿足需求方個性化的產(chǎn)品需求，為了適應(yīng)市場需求，保證企業(yè)的順利轉(zhuǎn)型，目前越來越多的零件加工企業(yè)將研發(fā)的方向瞄準(zhǔn)增材制造技術(shù)，即3D打印技術(shù)，采用3D打印技術(shù)能夠有效滿足當(dāng)下市場所要求的高質(zhì)量、高效率、多品種、小批量的生產(chǎn)方式，如壺形薄壁零件的傳統(tǒng)生產(chǎn)中，一般使用沖壓或鈑金加焊接的方式進行制造，但是采用上述方法無法有效制造具有特殊結(jié)構(gòu)的壺形薄壁零件，只能完成簡單形狀的制造，并且在金屬材質(zhì)的壺形薄壁零件制造時，會不可避免的出現(xiàn)材料回彈的現(xiàn)象，造成所制造的零件尺寸產(chǎn)生偏差，費時費力且不利于零件加工行業(yè)的正常發(fā)展，而采用3D打印技術(shù)能夠有效克服上述的問題。

壺形薄壁零件不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，還是日常生活中常見的生活用具，故攻克采用3D打印技術(shù)對壺形薄壁零件的制造難題對零件加工行業(yè)的正常發(fā)展具有重大意義，現(xiàn)有技術(shù)中，在制造具有特殊結(jié)構(gòu)的壺形薄壁件的制造過程中，由于壺體存在較大面積的懸臂特征，且懸臂角度一般低于增材制造工藝的自支撐角度，需要大量的支撐結(jié)構(gòu)對懸臂特征進行支撐，造成3D打印時間增加、原材料消耗增大及后處理難度上升的問題，故如何利用3D打印技術(shù)針對具有特殊結(jié)構(gòu)的壺形薄壁零件進行制造是零件加工行業(yè)亟待解決的問題。

因此，本領(lǐng)域亟需一種壺形薄壁件的3D打印增材制造方法。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠更好的壺形薄壁件的3D打印增材制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的至少一項技術(shù)問題。

具體的，本發(fā)明提供了一種壺形薄壁件的3D打印增材制造方法，所述方法包括如下步驟：

建模，通過三維建模軟件，使壺形薄壁件開口朝上建立實體三維模型；

切割，通過三維設(shè)計軟件，對實體三維模型進行切割處理，得到切割特征數(shù)據(jù)，所述切割特征數(shù)據(jù)為懸臂特征殼體及支持特征殼體；

切片，通過三維設(shè)計軟件，對切割特征數(shù)據(jù)進行Z軸方向切片，獲得截面輪廓數(shù)據(jù)；

填充，通過填充軟件及截面輪廓數(shù)據(jù)，對打印區(qū)域進行路徑填充，得到激光加工參數(shù)，生成加工信息；

掃描加工，通過加工信息，打印得到壺形薄壁件。

采用上述方案，能夠用于具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)薄壁壺體的3D打印，提高3D打印的效率，減少3D打印中支撐結(jié)構(gòu)的數(shù)量，從而降低產(chǎn)生的材料浪費，減少后期的處理工作，縮短整體的3D打印耗時，降低后續(xù)處理工序的難度，有效提高3D打印對于壺形薄壁件的打印質(zhì)量。

優(yōu)選的，所述切割步驟中，切割處理為使用三維設(shè)計軟件提取實體三維模型中懸垂角度小于43°及大于15°的懸臂特征，提取實體三維模型中懸垂角度大于等于43°的支持特征，提取實體三維模型中懸垂角度小于等于15°的趨平行特征。

采用上述方案，能夠?qū)冶厶卣鳌⒅С痔卣饔行Х蛛x，便于對懸臂特征及支持特征單獨處理。