[發(fā)明專利]一種高效的連續(xù)不間斷的多層螺旋切片及打印方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011038825.4
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112496338B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王志翔;盧秉恒;王紅宇;王磊;凌楷
• 申請（專利權(quán)）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F12/50;B22F10/31;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y80/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

1.一種高效的連續(xù)不間斷的多螺旋切片及打印方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、切片參數(shù)規(guī)劃：

沿Z軸方向，將待成型工件與隨動粉缸合為一起的三維模型均分為m個螺旋層組；每個螺旋層組的Z向高度對應(yīng)一個螺距；

每個螺旋層組包括j層螺旋層；每層螺旋層的起始位置不同，各起始位置與鋪粉壓實(shí)裝置的位置一一對應(yīng)；整個工件的高度H_工件＝H*m；

將三維模型在每層螺旋層以C軸和Z軸為參數(shù)均勻分成n個扇形區(qū)，每個扇形區(qū)表面為水平面，每個扇形的角度α＝360/n,相鄰扇形區(qū)的Z值差為H/jn；其中H為螺距；每個扇形區(qū)的內(nèi)外徑與工作臺的內(nèi)外徑相等；扇形區(qū)的面積需滿足：每組打印裝置的打印掃描區(qū)至少覆蓋一個扇形區(qū)；

將第一螺旋層組內(nèi)：

第一螺旋層的n個扇形區(qū)分別命名為1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)……n區(qū)；第二螺旋層的n個扇形區(qū)分別命名為1′區(qū)、2′區(qū)、3′區(qū)……n′區(qū)；以此類推，第j螺旋層的n個扇形區(qū)分別命名為1^(j-1)′區(qū)、2^(j-1)′區(qū)、3^(j-1)′區(qū)……n^(j-1)′區(qū)；

將第二螺旋層組內(nèi)：

第一螺旋層的n個扇形區(qū)分別命名為n+1區(qū)、n+2區(qū)、n+3區(qū)……2n區(qū)；第二螺旋層的n個扇形區(qū)分別命名為n′+1區(qū)、n′+2區(qū)、n′+3區(qū)……2n′區(qū)；以此類推，第j螺旋層的n個扇形區(qū)分別命名為n^(j-1)′+1區(qū)、n^(j-1)′+2區(qū)、n^(j-1)′+3區(qū)……2n^(j-1)′區(qū)；

以此類推，將第m螺旋層組內(nèi)：

第一螺旋層的n個扇形區(qū)分別命名為(m-1)n+1區(qū)、(m-1)n+2區(qū)、(m-1)n+3區(qū)……mn區(qū)；第二螺旋層的n個扇形區(qū)分別命名為(m-1)n′+1區(qū)、(m-1)n′+2區(qū)、(m-1)n′+3區(qū)……m′n′區(qū)；以此類推，第j螺旋層的n個扇形區(qū)分別命名為(m-1)n^(j-1)′+1區(qū)、(m-1)n^(j-1)′+2區(qū)、(m-1)n^(j-1)′+3區(qū)……m?n^(j-1)′區(qū)；

步驟2、根據(jù)步驟1中規(guī)劃的切片參數(shù)對工件進(jìn)行切片：

按照1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)…n區(qū)的順序，分別獲得各扇形區(qū)對應(yīng)工件的輪廓；同理按照1′區(qū)、2′區(qū)、3′區(qū)……n′區(qū)；以此類推，按照1^(j-1)′區(qū)、2^(j-1)′區(qū)、3^(j-1)′區(qū)……n^(j-1)′區(qū)分別獲得各扇形區(qū)對應(yīng)工件的輪廓；完成一個螺旋層組切片；

完成一個360度圓周后，依次進(jìn)入下一個螺旋層組切片，即按區(qū)n+1區(qū)、n+2區(qū)、n+3區(qū)……2n區(qū)；n′+1區(qū)、n′+2區(qū)、n′+3區(qū)……2n′區(qū)；以此類推，n^(j-1)′+1區(qū)、n^(j-1)′+2區(qū)、n^(j-1)′+3區(qū)……2n^(j-1)′區(qū)；

以此類推，直至結(jié)束層；獲得所有扇形區(qū)對應(yīng)工件的輪廓；

步驟3：填充步驟2得到的各扇形區(qū)的工件輪廓，對處理得到的工件輪廓進(jìn)行掃描路徑規(guī)劃，獲得掃描路徑；按由起始層至結(jié)束層的順序輸出G代碼；

步驟4：根據(jù)切片參數(shù)，確定旋轉(zhuǎn)粉床的轉(zhuǎn)速、打印順序、打印掃描區(qū)及下粉范圍；

確定旋轉(zhuǎn)粉床轉(zhuǎn)速，使其與切片精度匹配；

確定打印順序：

由第一螺旋層組至第m螺旋層組的順序進(jìn)行打印；

在每一螺旋層組內(nèi)，各螺旋層由打印裝置同時進(jìn)行打印；

確定打印掃描區(qū)：

每一螺旋層組內(nèi)的不同螺旋層分別由不同的打印裝置同時打印；

各螺旋層組內(nèi)的相同序號的螺旋層由同一打印裝置打印；

每組打印裝置的打印掃描區(qū)至少覆蓋一個扇形區(qū)；

步驟5：打印：

步驟5.1、旋轉(zhuǎn)粉床勻速旋轉(zhuǎn)并下降，鋪粉壓實(shí)組件將粉鋪勻壓實(shí)到旋轉(zhuǎn)粉床的基板上；

步驟5.2、旋轉(zhuǎn)粉床轉(zhuǎn)到首次經(jīng)過的打印掃描區(qū)時，打開所有打印單元，控制打印單元按照確定的掃描路徑及參數(shù)進(jìn)行掃描，熔化打印模型截面內(nèi)的粉末，使之凝固、沉積形成待成型工件截面；

步驟5.3、控制旋轉(zhuǎn)粉床從0位轉(zhuǎn)一周過程中，逐漸降低j個層厚的高度，完成j層螺旋鋪粉和打印；

步驟5.4、進(jìn)入旋轉(zhuǎn)粉床第二周旋轉(zhuǎn)下降，同時打印第j+1層、第j+2層……第2j層，繼續(xù)第三周旋轉(zhuǎn)下降，同時打印第2j+1層，第2j+2層……第3j層，第四周旋轉(zhuǎn)下降同時打印第3j+1層，第3j+2層……第4j層……連續(xù)螺旋鋪粉打印；

步驟5.5、直至完成工件的打印，關(guān)閉打印組件。