[發明專利]一種交替進行外壁堆焊和內部填充的金屬實體打印方法

有效

• 申請號: 201910905020.6
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110605392B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 沈洪垚;劉冰;鄧榮新;唐勝;李順
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種交替進行外壁堆焊和內部填充的金屬實體打印方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取待加工的工件STL模型，設定打印參數，所述打印參數包括增材過程層高、送絲速度、打印速度和焊道間距；

(2)對整個模型按設定的增材過程層高進行水平切片，得到切片輪廓線段集合A，對切片輪廓線的內部進行填充得到內部路徑線段集合S；

(3)對工件STL模型進行分析，得到模型外壁掛流區和外壁非掛流區，并獲取模型高度H；

(4)對于集合A中落在掛流區內的切片輪廓線段，將最低輪廓線段之外的其他所有輪廓線段刪除，并選取該最低輪廓線段作為基線，在外壁曲面上以增材層高進行連續等距偏置獲得偏置輪廓線段集合B；

(5)對集合A、B、S中的線段進行排序規劃構成模型的增材路徑；

(6)構建平面z1＝h和z2＝0，其中h的取值小于焊絲的干伸長；

(7)依次選取集合B、集合A∪S中位于平面z1和z2之間的線段，形成增材打印序列；具體過程為：

在平面z1至z2的豎直高度區間h內，先打印高度區間內掛流區外壁輪廓線段，再逐層打印外壁其他區域和完成內部填充，形成該高度區間內增材打印序列；

(8)判斷z1與H的關系，若z1H，則更新z1和z2的值，z1＝z1+h、z2＝z2+h并返回步驟(7)，否則，執行步驟(9)；

(9)根據以上得到的增材打印序列，生成模型增材路徑，其中，集合B中的線段采用變姿態打印，集合A∪S中線段采用傳統固定姿態打印；并生成機器人運動代碼；

(10)在增材制造平臺上交替進行變姿態外壁堆焊和固定姿態內部填充的打印過程。

2.根據權利要求1所述的交替進行外壁堆焊和內部填充的金屬實體打印方法，其特征在于，步驟(3)中，所述外壁掛流區和外壁非掛流區的劃分標準為：將工件外壁上法矢位于空間XY平面下的所有位置集合劃分為外壁掛流區，將工件外壁上除去掛流區外的所有位置集合劃分為外壁非掛流區。

3.根據權利要求1所述的交替進行外壁堆焊和內部填充的金屬實體打印方法，其特征在于，步驟(6)中，h的取值為8～10mm。

4.根據權利要求1所述的交替進行外壁堆焊和內部填充的金屬實體打印方法，其特征在于，步驟(6)中，h的取值為8mm。

5.根據權利要求1所述的交替進行外壁堆焊和內部填充的金屬實體打印方法，其特征在于，步驟(9)中，變姿態的打印方向D由該點處工件表面的法向N和該點處基線或偏置線的切向T的叉乘N×T獲得；傳統固定姿態的打印方向為豎直Z方向。