一种激光选区成形微小零件细节特征的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116000315A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211740031.1(22)申请日2022.12.30(71)申请人航发优材（镇江）增材制造有限公司地址212000江苏省镇江市新区培山路98号(72)发明人周先润刘欢周莹超房立家赵海生孙兵兵(74)专利代理机构北京智行阳光知识产权代理事务所(普通合伙)11738专利代理师刘明曜(51)Int.Cl.B22F10/28(2021.01)B22F10/85(2021.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y50/02(2015.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种激光选区成形微小零件细节特征的方法(57)摘要本发明公开了一种激光选区成形微小零件细节特征的方法，属于激光选区成形微小零件细节特征技术领域，具体包含以下步骤：模型设计：设计模型特征结构如下：零件最大直径为7.75mm，壁厚为0.72mm，零件整体体积小于90mm3，且内部由大量不规则流道组成；数据处理：对步骤1设计的模型进行切片，切片后完成切片数据的参数设置得到可打印文件；零件加工：启动加工过程直至整个零件加工完成，通过使用本发明的实验方法，可利用激光选区熔化成形设备实现含有细节特征的微小零件的成形，解决了小零件的细节特征难以成形的难题。CN116000315ACN116000315A权利要求书1/1页1.一种激光选区成形微小零件细节特征的方法，其特征在于：具体包含以下步骤：步骤1，模型设计：设计模型特征结构如下：零件最大直径为7.75mm，壁厚为0.72mm，零件整体体积小于90mm3，且内部由大量不规则流道组成；步骤2，数据处理：对步骤1设计的模型进行切片，切片后完成切片数据的参数设置得到可打印文件；步骤3，零件加工：启动加工过程直至整个零件加工完成。2.根据权利要求1所述的一种激光选区成形微小零件细节特征的方法，其特征在于：在步骤2中，由于零件体积小且包含大量特征结构，激光选区熔化成形参数难以成形，需通过扫描策略规划、轮廓优化并配合光斑补偿来完成打印。3.根据权利要求2所述的一种激光选区成形微小零件细节特征的方法，其特征在于：在步骤2中，该零件切片后每层结构都较为复杂且面积小，采用伪随机岛式扫描路径进行规划，并针对每层切片结构，初始扫描位置按一定角度旋转的方式进行，用于减小残余应力和变形，且在较小区域内利用较低能量密度熔化高熔点的粉末。4.根据权利要求3所述的一种激光选区成形微小零件细节特征的方法，其特征在于：在步骤2中，扫描路径规划完成后，利用光斑补偿对轮廓进行优化：具体如下：针对零件外部轮廓而言，添加适当光斑补偿量进行轮廓偏置，实现外部轮廓的精确成形；针对零件内部的密集轮廓，采用特征结构补偿方式，即对一定线段长度内检测到不在同一直径上的点采用减点的方式使得形成一条水平线从而使得轮廓表面更加光滑，即按一定线性函数的规律对轮廓参数进行补偿从而实现包含细节特征的微小零件成形。5.根据权利要求4所述的一种激光选区成形微小零件细节特征的方法，其特征在于：在针对含有细节特征的微小零件，利用伪随机岛式扫描路径和轮廓优化并配合恰当的光斑补偿量的方法完成。6.根据权利要求5所述的一种激光选区成形微小零件细节特征的方法，其特征在于：零件采用EOSM290进行打印生产，光斑自身直径为0.075mm，给予光斑补偿量为0.09mm，并通过轮廓偏置来完成零件打印。2CN116000315A说明书1/3页一种激光选区成形微小零件细节特征的方法技术领域[0001]本发明属于激光选区成形微小零件细节特征技术领域，尤其涉及一种激光选区成形微小零件细节特征的方法。背景技术[0002]微小结构等新型材料因其具有良好的物理性能和机械性能被广泛应用到航天、生物化学等领域。但利用传统的工艺方法成形复杂困难且多有缺陷，激光选区熔化成形技术可实现从模型到实体零件的直接成形。此外，激光选区熔化成形技术虽然能够实现零件的直接成形，但会出现零件表面质量较差，内部细节特征结构闭合等问题，本发明提供了一种可利用激光选区熔化成形设备实现含有细节特征的微小零件的成形。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种激光选区成形微小零件细节特征的方法，其通过使用本发明的实验方法，可利用激光选区熔化成形设备实现含有细节特征的微小零件的成形，解决了小零件的细节特征难以成形的难题。[0004]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：[0005]一种激光选区成形微小零件细节特征的方法，具体包含以下步骤：[0006]步骤1，模型设计：设计模型特征结构如下：零件最大直径为7.75mm，壁厚为0.72mm，零件整体体积小于90mm3，且内部