[發明專利]一種多外延結構零件增材制造方法、設備及系統

有效

• 申請號: 202110019986.7
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112848311B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 李廣生;董建新;劉斌;張興陽;王辰辰
• 申請（專利權）人: 鑫精合激光科技發展（北京）有限公司
• 主分類號: B29C64/386
• 分類號: B29C64/386;B29C64/393;B29C64/20;B33Y50/00;B33Y50/02;B33Y30/00
• 代理公司: 北京知迪知識產權代理有限公司 11628
• 代理人: 王勝利

本發明公開一種多外延結構零件增材制造方法、設備及系統，涉及增材制造技術領域，以解決具有足球形、梯型、變曲率等復雜外延結構的零件打印，由于采用實體支撐，存在成本高，打印周期長的問題。所述多外延結構零件增材制造方法包括：獲取零件的零件模型。對零件模型進行切片和路徑規劃，獲得多個切片的打印路徑。對每個切片的打印路徑上的各個打印分區進行分類，獲得位于外延結構的每個切片中多個外延區域的打印路徑。根據每個切片的打印路徑，控制增材制造設備逐層打印零件，得到零件。所述增材制造設備用于實現上述技術方案所述多外延結構零件增材制造方法。

技術領域

本發明涉及增材制造技術領域，尤其涉及一種多外延結構零件增材制造方法、設備及系統。

背景技術

在3D打印(three dimensional printing)增材制造技術領域中，打印的零件結構類型多樣，當打印的零件上具有多個外延結構的打印部位時，例如是足球形、梯型、變曲率外延結構復雜的零件，在打印過程中往往需要添加實體支撐。添加實體支撐，一方面需要投入額外的打印材料，另一方面還需要對實體支撐進行合理設計，在零件的內部設置實體支撐后期拆除困難，容易損壞零件，后期修補困難。

上述兩個方面，一方面導致打印的材料、時間與人工設計成本增加，現有的3D打印方法，對于足球形、梯型、變曲率等復雜外延結構的零件打印，由于采用實體支撐，存在成本高，打印周期長的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多外延結構零件增材制造方法、設備及系統，用于解決具有足球形、梯型、變曲率等復雜外延結構的零件打印，由于采用實體支撐，存在成本高，打印周期長的問題。

第一方面，本發明提供一種多外延結構零件增材制造方法，應用于增材制造設備，增材制造設備包括雙軸轉動平臺以及位于雙軸轉動平臺上的基材，雙軸轉動平臺用于驅動基材繞雙軸轉動平臺的法線方向轉動和雙軸轉動平臺的水平方向偏轉，增材制造設備用于在基材上成形零件；零件具有不同外延角度的外延結構，外延角度包括外延方向及成形角度γ，成形角度γ大于增材制造設備的最大成形角度α；多外延結構零件增材制造方法包括：

獲取零件的零件模型；

對零件模型進行切片和路徑規劃，獲得多個切片的打印路徑；

對每個切片的打印路徑上的各個打印分區進行分類，獲得位于外延結構的每個切片中多個外延區域的打印路徑；

根據每個切片的打印路徑，控制增材制造設備逐層打印零件，得到零件，其中，根據各個切片的每個外延區域的打印路徑控制雙軸轉動平臺驅動基材的姿態的情況下，控制增材制造設備逐層打印具有外延結構的零件部位，使得基材繞雙軸轉動平臺的水平方向的傾斜角度為β時，零件部位具有外延結構的成形角度γ滿足γ≤α+β。

與現有技術相比，本發明提供的多外延結構零件增材制造方法中，通過將需要打印的零件進行切片與路徑規劃，形成多個切片及切片上的打印分區。同時獲取各個打印分區的外延角度，在進行打印分區的打印時，通過轉動基材，使得上述打印分區的外延角度的外延方向與平臺偏轉的軸向垂直。隨后通過偏轉基材，使得基材傾斜，使得打印分區在基材傾斜后的成形角度γ小于或等于增材制造設備的最大成形角度，從而可以在打印具有足球形、梯型、變曲率等復雜外延結構的零件時，不需要增加實體支撐，進而避免采用實體支撐帶來的材料與時間成本問題。

第二方面，本發明還提供一種增材制造設備，包括處理器以及與處理器耦合的通信接口；處理器用于運行計算機程序或指令，以實現上述技術方案所述多外延結構零件增材制造方法。

與現有技術相比，本發明提供的增材制造設備的有益效果與上述技術方案所述的多外延結構零件增材制造方法的有益效果相同，此處不做贅述。