[發明專利]應用于金屬材料的3D打印方法及裝置

有效

• 申請號: 202010908658.8
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112008074B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 王俊;劉曌宇;王瀚申;封華;李健喆;章錦晶;龍旺平;吳曉雨
• 申請（專利權）人: 蘇州復浩三維科技有限公司
• 主分類號: B22F10/20
• 分類號: B22F10/20;B22F10/30;B22F12/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京知果之信知識產權代理有限公司 11541
• 代理人: 崔金

本申請公開了一種應用于金屬材料的3D打印方法及裝置，本申請的方法包括獲取當前層的前一層的打印方向，所述當前層為根據工件的3D切片模型進行逐層3D打印時的打印層；根據當前層的前一層的打印方向調整當前層的打印方向；根據調整后的打印方向生成控制指令，以控制打印噴頭執行當前層的打印。本申請是為了改善現有基于FDM技術進行金屬3D打印時存在的一些影響工件成品質量的問題。

技術領域

本申請涉及機器人技術領域，具體而言，涉及一種應用于金屬材料的3D打印方法、裝置、打印機。

背景技術

在金屬3D打印領域，FDM(熔融堆積)打印技術廣泛應用。該技術將金屬粉末混合高分子粘結劑經過擠出成型形成的打印線材通過打印噴頭加熱至熔融狀態后逐層堆積形成模型，然后通過使用酸催化的裂解反應去除大部分的高分子材料得到脫脂坯，最后對脫脂坯進行高溫燒結得到金屬部件。

在金屬3D打印時，由于在打印成型后脫脂直至燒結結束的過程中工件本身結構處于松散狀態而無法承受較大變形以及特殊處理，并且脫脂及燒結工藝對工件本身影響具有局限，因此打印結束后工件的狀態以及質量一定程度上直接決定了燒結后能夠得到工件的質量。現有技術的金屬3D打印方式很大程度上沿襲了使用高分子材料時的3D打印方式，而在這種情況下進行金屬材料的3D打印時會造成一系列的問題：由于金屬3D打印在脫脂以及燒結中工件會經歷內部高分子材料脫除以及燒結應力引起收縮的過程，而在打印高分子材料時無需特別關注的工件內部結構以及內應力成為了需要重點考慮的變形相關因素，而打印方式則與工件內部結構息息相關。目前現有技術使用的打印方式為逐層連續打印，而且層與層之間采用類似的打印模式，發明人在使用現有的打印方式進行金屬3D打印時，發現逐層的微小應力會產生累積最終造成工件燒結后的較大變形；以及工件表面紋路質量及平整度較差、工件內部結構結合力較差的問題。

發明內容

本申請的主要目的在于提供一種應用于金屬材料的3D打印方法、裝置、打印機，以改善現有基于FDM技術進行金屬3D打印時存在的一些影響工件成品質量的問題。

為了實現上述目的，根據本申請的第一方面，提供了一種應用于金屬材料的3D打印方法。

根據本申請的應用于金屬材料的3D打印方法包括：

獲取當前層的前一層的打印方向，所述當前層為根據工件的3D切片模型進行逐層3D打印時的打印層；

根據當前層的前一層的打印方向調整當前層的打印方向；

根據調整后的打印方向生成控制指令，以控制打印噴頭執行當前層的打印。

可選的，所述根據當前層的前一層的打印方向調整當前層的打印方向包括：

若當前層的前一層的打印方向為順時針或逆時針，則將當前層的打印方向調整為逆時針或順時針。

可選的，根據調整后的打印方向生成控制指令還包括：

若當前層為前兩層，則直接確定當前層的偏轉角度；

從第三層開始，獲取當前層的層數、預設角度、當前層的前一層或前兩層的偏轉角度，所述偏轉角度為線材相對于打印噴頭運動橫軸的角度；

根據當前層的層數以及當前層的前一層的偏轉角度確定當前層的偏轉角度，或根據當前層的層數、預設角度、當前層的前兩層的偏轉角度確定當前層的偏轉角度；

根據當前層的偏轉角度以及當前層的打印方向生成控制指令。

可選的，所述根據當前層的層數以及當前層的前一層的偏轉角度確定當前層的偏轉角度，或根據當前層的層數、預設角度、當前層的前兩層的偏轉角度確定當前層的偏轉角度，包括：

若當前層為奇數層，則將其前兩層的偏轉角度上偏轉預設角度后得到當前層的偏轉角度；