[發(fā)明專利]一種雙金屬電弧增材制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911424547.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111203609B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳玲瓏;許春權(quán);劉欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京衍構(gòu)科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/04
• 分類號(hào): B23K9/04;B23K9/133;B23K9/32
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本發(fā)明公開(kāi)了一種雙金屬電弧增材制造方法，將待打印的工件數(shù)模輸入計(jì)算機(jī)，再將設(shè)計(jì)出的每層切片的模板結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)；將工件數(shù)模按Z方向進(jìn)行分層切片，得到每層切片的橫截面，共M層；根據(jù)工件每層切片的橫截面計(jì)算生成該層切片的直線填充路徑；將每層切片對(duì)應(yīng)的模板結(jié)構(gòu)與該層切片的范圍進(jìn)行比較，若模板結(jié)構(gòu)全覆蓋該層切片的橫截面進(jìn)行下一步；將第N層切片生成的所有直線填充路徑與第N層切片對(duì)應(yīng)的第N層模板結(jié)構(gòu)的多邊形的每條邊計(jì)算相交點(diǎn)，這些交點(diǎn)為直線填充路徑上A金屬焊絲和B金屬焊絲的切換點(diǎn)。本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)采用兩種不同的金屬焊絲進(jìn)行規(guī)律或不規(guī)律的交替填充熔覆。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙金屬電弧增材制造方法，屬于金屬焊接加工技術(shù)領(lǐng)域。。

背景技術(shù)

電弧增材制造是通過(guò)焊接融化并逐層堆積金屬實(shí)現(xiàn)工件成型的制造方法。傳統(tǒng)電弧增材步驟通常是通過(guò)切片軟件對(duì)零部件的數(shù)模按Z方向進(jìn)行分層切片和路徑規(guī)劃，輸出程序到焊接機(jī)器人進(jìn)行增材作業(yè)。雙金屬電弧增材制造目前通過(guò)軟件只是改變層間填充線的填充方向以及按填充線的固定比例填充兩種不同的金屬。當(dāng)工件中兩種金屬需要規(guī)律或不規(guī)律的交替填充時(shí)，只改變層間填充線的填充方向和填充線中兩種金屬的填充比例是無(wú)法完成工件需要不規(guī)律的交替填充進(jìn)行增材作業(yè)這一需求的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種雙金屬電弧增材制造方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)采用兩種不同的金屬焊絲進(jìn)行規(guī)律或不規(guī)律的交替填充熔覆。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種雙金屬電弧增材制造方法，所述方法采用雙金屬焊絲作為熔敷的填充材料，雙金屬焊絲包括A金屬焊絲和B金屬焊絲；所述方法具體包括如下步驟：

(1)將需要打印的工件數(shù)模輸入計(jì)算機(jī)，再將設(shè)計(jì)出的每層切片的模板結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)；每層切片的模板結(jié)構(gòu)均為平面多邊形；同時(shí)限定模板結(jié)構(gòu)的空心區(qū)域填充A金屬焊絲，實(shí)心部分填充B金屬焊絲；同時(shí)限定每層切片使用的模板結(jié)構(gòu)；

(2)將工件數(shù)模按Z方向進(jìn)行分層切片，得到每層切片的橫截面，共M層；

(3)根據(jù)工件每層切片的橫截面計(jì)算生成該層切片的直線填充路徑；

(4)將每層切片對(duì)應(yīng)的模板結(jié)構(gòu)與該層切片的范圍(尺寸)進(jìn)行比較，若模板結(jié)構(gòu)全覆蓋該層切片的橫截面則進(jìn)行下一步，否則對(duì)該模板結(jié)構(gòu)進(jìn)行繼續(xù)拼接直到拼接后的模板結(jié)構(gòu)完全覆蓋該層切片的橫截面為止；

(5)將第N層切片生成的所有直線填充路徑與第N層切片對(duì)應(yīng)的第N層模板結(jié)構(gòu)的多邊形的每條邊計(jì)算相交點(diǎn)，這些交點(diǎn)為直線填充路徑上A金屬焊絲和B金屬焊絲的切換點(diǎn)；其中，N從第1層開(kāi)始到第M層結(jié)束；

(6)當(dāng)一條直線填充路徑上的切換點(diǎn)個(gè)數(shù)為i，則此條直線填充路徑被分為i+1段線段，取每條線段的中點(diǎn)，計(jì)算每條線段中點(diǎn)是在第N層模板結(jié)構(gòu)多邊形的實(shí)心部分還是空心區(qū)域，用來(lái)確定每條線段是填充A金屬焊絲還是B金屬焊絲；

(7)將第N層切片生成的每條直線填充路徑均按照步驟(6)處理，得到該層切片上每條直線填充路徑上A金屬焊絲和B金屬焊絲的填充區(qū)域，即得到該層切片上A金屬焊絲和B金屬焊絲的填充路徑；

(8)重復(fù)步驟(5)～(7)，得到每層切片上A金屬焊絲和B金屬焊絲的填充路徑；

(9)將生成的填充路徑轉(zhuǎn)變成焊接機(jī)器人的代碼，機(jī)器人根據(jù)填充路徑轉(zhuǎn)變成的代碼進(jìn)行雙絲增材制造。

其中，雙金屬焊絲采用MIG/MAG焊機(jī)作為熱源或采用等離子焊機(jī)作為熱源。

其中，模板結(jié)構(gòu)由一個(gè)多邊形組成或由多個(gè)重復(fù)的多邊形單元拼接而成。

其中，多邊形單元為菱形、正方形或三角形。

其中，一層切片對(duì)應(yīng)一層模板結(jié)構(gòu)，相鄰層切片的模板組合相同或不相同。