[發(fā)明專利]一種面向增材制造的可控多孔結構一體化設計制造方法有效

申請?zhí)枺?/td>	202110231108.1	申請日：	2021-03-02
公開（公告）號：	CN113020622B	公開（公告）日：	2022-03-29
發(fā)明（設計）人：	丁力平;譚樹杰;張益茬;張曦;曾浩然;張云光;吳沛豪;吳高軍	申請（專利權）人：	南京航空航天大學
主分類號：	B22F10/28	分類號：	B22F10/28;B22F5/10;B22F10/80;B28B1/00;B29C64/386;B33Y50/00;B33Y10/00;B33Y80/00
代理公司：	南京業(yè)騰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32321	代理人：	繆友益
地址：	210016 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種面向制造可控多孔結構一體化設計方法
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【說明書】：

本發(fā)明公開了一種面向增材制造的可控多孔結構一體化設計制造方法，包括構建殼體零件模型、選擇和構造填充參數(shù)結構體P、對模型進行切片并獲得輪廓多邊形；輪廓多邊形后處理；生成并優(yōu)化加工軌跡以及送入增材制造設備進行多孔結構加工，本發(fā)明采用隱式方法來表達多孔結構，并通過預定義的填充樣式來生成多孔結構增材制造軌跡，使得多孔結構增材制造軌跡可以保持和填充樣式一樣的精度，并且避免傳統(tǒng)加工數(shù)據鏈中不同格式文件轉換和傳遞時間，同時，本發(fā)明中的軌跡生成過程與制造工藝緊密結合，既保證了所得多孔結構的可制造性，又提高了設計的多孔結構與制造的多孔結構的匹配度。

技術領域

本發(fā)明涉及增材制造技術領域，具體為一種面向增材制造的可控多孔結構一體化設計制造方法。

背景技術

增材制造(Additive Manufacturing,AM)技術有著獨特的處理復雜形狀的能力，這使得其在功能性周期多孔結構、點陣結構的制造中扮演著很重要的角色。一些醫(yī)療和工業(yè)場景需要用到200微米以下的多孔結構，然而隨著特征尺寸的減小，單元數(shù)量和模型的數(shù)據(幾GB甚至幾十GB)越來越大，這極大的增加了模型的設計與打印準備工作時間；

目前，對于這種多孔結構、點陣結構而言，現(xiàn)有的增材制造設計方式、前處理方式存在以下一些問題：首先，設計模型與打印的物理實體存在一定的誤差；其次，受限于文件格式和前處理方式，對于一個給定的多孔結構CAD模型，想要兼顧加工路徑的生成時間和精度是一件比較困難的事情；最后，由于設計過程缺乏考慮制造工藝約束，如輸入熱源的功率、移動速度、擺放角度、支撐區(qū)域等，很難保證模型能一次加工成功，這將給增材制造服務企業(yè)帶來很大的風險，所以急需一種面向增材制造的可控多孔結構一體化設計制造方法來解決上述問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種面向增材制造的可控多孔結構一體化設計制造方法，解決現(xiàn)有技術中，增材制造精度低，加工成功率低，且需要模型轉換，浪費時間的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種面向增材制造的可控多孔結構一體化設計制造方法，具體步驟包括：

S1、構建殼體零件模型，創(chuàng)建實體模型，并根據多孔的取向調整模型的姿態(tài)；

S2、選擇和構造填充參數(shù)結構體P，從制造工藝參數(shù)數(shù)據庫和多孔結構參數(shù)數(shù)據庫中，選擇合適的制造工藝參數(shù)P_P和多孔結構參數(shù)P_S,并使用這兩種參數(shù)構造填充參數(shù)結構體P；

S3、對模型進行切片并獲得輪廓多邊形；

S4、對輪廓多邊形進行后處理，具體為：對輪廓多邊形進行偏移、分割，并將不同的參數(shù)結構體P分配給不同的區(qū)域，然后根據區(qū)域特征對工藝參數(shù)做優(yōu)化調整；

S5、對S4中的輪廓多邊形進行軌跡的生成和優(yōu)化，具體為：

a、根據填充參數(shù)獲取相應的多孔結構參數(shù)以及制造工藝參數(shù)；

b、根據多孔結構參數(shù)和制造工藝參數(shù)，填充步驟4中獲得的多邊形，生成加工軌跡；

c、連接和優(yōu)化加工軌跡；

S6、將優(yōu)化后的模型送入增材制造設備進行多孔結構制造。