一种用于激光选区熔化的激光扫描方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106493367A(43)申请公布日2017.03.15(21)申请号201611121093.9(22)申请日2016.12.08(71)申请人鑫精合激光科技发展（北京）有限公司地址100000北京市昌平区沙河镇昌平路97号5幢101、204、205(72)发明人马英杰孙峰李广生潘宝珠(74)专利代理机构北京方韬法业专利代理事务所11303代理人朱丽华(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)B33Y10/00(2015.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种用于激光选区熔化的激光扫描方法(57)摘要本发明公开了一种用于激光选区熔化的激光扫描方法，包括：(1)获取工件的轮廓文件并识别，在轮廓文件区域内按照蜂窝状排列方式分区；(2)先对蜂窝状排列分区中一个六边形扫描填充，再以该六边形为中心依次按照同心圆的形式完成各环型区域的扫描填充，在各环型区域的扫描填充过程中，按照顺时针或逆时针方式依次完成各个六边形的扫描填充，且相邻各环型区域中的六边形依次填充顺序相反；(3)完成所有蜂窝状排列分区的扫描填充，最后完成轮廓文件区域的边框扫描。本发明通过蜂窝状排列方式分区，并通过环形方式依次填充，且相邻环型区域的六边形填充方向相反，使该环形区域的应力分布呈环状，且该环形应力彼此抵消，避免成型零件的翘曲变形。CN106493367ACN106493367A权利要求书1/1页1.一种用于激光选区熔化的激光扫描方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)获取所需制备工件的一层截面轮廓文件并识别，在所述轮廓文件区域内按照蜂窝状排列方式进行分区；(2)先对所述蜂窝状排列分区中的一个六边形进行扫描填充，再以所述六边形为中心依次按照同心圆的形式完成各环型区域的扫描填充，在所述各环型区域的扫描填充过程中，按照顺时针或逆时针的方式依次完成各个六边形的填充，且相邻各环型区域中的六边形依次填充顺序相反；(3)以步骤(2)完成所述轮廓文件区域内的所有蜂窝状排列分区的扫描填充，最后完成所述轮廓文件区域的边框扫描。2.根据权利要求1所述的激光扫描方法，其特征在于，所述步骤(2)中每个六边形区域的激光扫描路径为直线双向扫描方式。3.根据权利要求2所述的激光扫描方法，其特征在于，所述每个六边形区域的激光扫描中每条相邻填充线之间的距离为0～0.3mm。4.根据权利要求1所述的激光扫描方法，其特征在于，所述蜂窝状排列分区中每个六边形均为正六边形。5.根据权利要求4所述的激光扫描方法，其特征在于，所述正六边形的边长为1～10mm。6.根据权利要求1所述的激光扫描方法，其特征在于，所述轮廓文件区域的边框扫描采用轮廓等距线扫描方式。2CN106493367A说明书1/3页一种用于激光选区熔化的激光扫描方法技术领域[0001]本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种用于激光选区熔化的激光扫描方法。背景技术[0002]增材制造(AdditiveManufacturing，AM)技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除-切削加工技术，是一种"自下而上"的制造方法，其亦称为"快速原型制造(RapidPrototyping)"、"三维打印(3DPrinting)"或"实体自由制造(SolidFree-formFabrication)"。[0003]激光选区熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)直接制造技术亦称金属3D打印技术，是增材制造的前沿技术。在加工前，首先通过专业数据处理软件将零件的CAD模型进行切片离散以及添加必要的支撑结构形成STL模型，然后规划扫描路径，处理后的数据将包含能够控制激光束移动的轮廓信息。然后将此数据导入成型设备，计算机逐层调入轮廓信息，控制扫描振镜进行偏转，实现激光光斑选择性地熔化金属粉末，与前一层材料粘结为一体，而未被激光照射的区域内粉末仍呈松散状，可以循环使用。[0004]在激光选区熔化加工过程中，其加工质量受激光光斑尺寸、扫描速度、扫描间距、扫描路径、激光器发出激光能量等因素影响。在加工过程中，当金属粉末材料受激光辐射熔化时，由于冷却的时间顺序不同会造成零件非均匀收缩，会产生较大的残余应力，这种应力严重时就会导致已成型层的翘曲变形，严重时会产生裂纹。还有激光束的扫描方式决定着加工层面上的温度场分布，因此决定了翘曲变形的程度和残余应力的大小。[0005]在激光选区熔化加工过程中，目前采用的填充扫描方式主要可以分为平行线扫描、轮廓等距线扫描、平行线与轮廓等距线混合式扫描、还有分区的三角形网格扫描以及岛屿式扫描。采用混合式扫描时，界面轮廓的边界按轮廓等距线扫描，内部按平行线扫描。平行线扫描只需快速成型机