[發(fā)明專利]基于增材制造技術的加工方法和裝置

在審

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• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113779725A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 蹤雪梅;陳鵬飛;何冰;張超
• 申請（專利權）人: 江蘇徐工工程機械研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F113/10;G06F119/14
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 張靖靖

1.一種基于增材制造技術的加工方法，其特征在于，包括：

計算反向補償曲線；

根據(jù)產(chǎn)品(10)的預設變形量，確定所述預設加工曲線和所述反向補償曲線的交互區(qū)域(20)；

所述預設加工曲線包括位于所述交互區(qū)域(20)內(nèi)的第一部分曲線(S1)和位于所述交互區(qū)域(20)之外的第二部分曲線(S2)，將所述第一部分曲線(S1)替換為所述反向補償曲線的位于所述交互區(qū)域(20)內(nèi)的第三部分曲線(S3)，通過所述第三部分曲線(S3)和所述第二部分曲線(S2)建立新的加工曲線；和

按照所述新的加工曲線加工所述產(chǎn)品(10)。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于增材制造技術的加工方法，其特征在于，所述計算反向補償曲線的操作包括：

對所述產(chǎn)品(10)的變形進行預測；

根據(jù)預測結果計算所述產(chǎn)品(10)在變形方向上的位移；

根據(jù)所述位移，建立所述產(chǎn)品(10)在變形區(qū)域的函數(shù)模型；和

根據(jù)所述函數(shù)模型，獲得所述產(chǎn)品(10)的反向補償曲線。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于增材制造技術的加工方法，其特征在于，對所述產(chǎn)品(10)的變形進行預測的操作包括：

對所述產(chǎn)品(10)的受力情況進行分析；和

計算引起所述產(chǎn)品(10)發(fā)生變形的力或力矩的大小。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于增材制造技術的加工方法，其特征在于，根據(jù)預測結果計算所述產(chǎn)品(10)在變形方向上的位移的操作包括：

根據(jù)計算所得的力或力矩的大小，分別計算所述產(chǎn)品(10)在第一預設方向和第二預設方向上的位移大小，所述第一預設方向和所述第二預設方向相互垂直。

5.根據(jù)權利要求2所述的基于增材制造技術的加工方法，其特征在于，所述產(chǎn)品(10)包括中心設有通孔的筒形件，所述產(chǎn)品(10)通過3D打印機打印而成，對所述產(chǎn)品(10)的變形進行預測的操作包括：

假設所述產(chǎn)品(10)包括n層懸臂梁，各層所述懸臂梁發(fā)生變形后的偏差用對應層的所述懸臂梁的末端節(jié)點處的X方向位移和Y方向位移來表示；

對于沿X方向的長度為x的節(jié)點i(1≤i≤n)，沿Y方向位于所述節(jié)點i上方的所述懸臂梁的總厚度h(x)的計算公式為：

其中，H_j為第j(i≤j≤n)層所述懸臂梁的高度，R為所述產(chǎn)品(10)的半徑；

當所述產(chǎn)品(10)成形到第j層時，假設已熔化層中產(chǎn)生的拉伸殘余應力假定為材料的屈服應力σ_y，承載拉伸殘余應力σ_y的所述懸臂梁的厚度為mt，m為熔池穿透深度與層厚的比值，t為每層所述懸臂梁的厚度；

所述節(jié)點i受到的軸向壓力F_int和向上彎曲的力矩M_int的計算公式分別為：

F_int＝σ_ymtb

其中，b為所述懸臂梁的寬度，軸向壓力F_int和力矩M_int分別使所述懸臂梁在-X方向和+Y方向發(fā)生變形。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于增材制造技術的加工方法，其特征在于，根據(jù)預測結果計算所述產(chǎn)品(10)在變形方向上的位移的操作包括：

計算所述節(jié)點i在X方向上的位移：

變截面的所述懸臂梁的軸向壓縮變形量δ(x)的計算公式為：

其中，變截面的面積A(x)＝b×(h(x)+t)，E為材料楊氏模量；

第j層所述懸臂梁對所述節(jié)點i造成的沿X方向的位移計算公式為：

其中，x_i為所述節(jié)點i的X坐標，在打印過程中，第i層及以上的成形層對所述節(jié)點i造成的沿X方向的位移計算公式為：