一种用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法.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CN106077638A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610374147.6(22)申请日2016.05.31(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号(72)发明人李维诗王雨于连栋夏豪杰(74)专利代理机构合肥金安专利事务所34114代理人吴娜(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y50/02(2015.01)权利要求书1页说明书4页附图7页(54)发明名称一种用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法(57)摘要本发明涉及一种用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法，该方法包括下列顺序的步骤：（1）根据被加工工件截面的轮廓信息，将待扫描区域分成多个相互之间存在一定间距的蜂窝形子区域；（2）计算出蜂窝形子区域内及蜂窝形子区域间的扫描路径；（3）高能束在计算机控制下按照上述扫描路径进行扫描。本发明根据被加工工件截面轮廓的信息，将待扫描区域分成多个互相有一定间距的蜂窝形子区域，计算出蜂窝形子区域内及区域间的扫描路径；根据不同需要，蜂窝形子区域内及区域间的扫描路径可以采用现有各种模式；本发明在加工工艺上控制简单，可以减少制件内应力及形变，提高制件尺寸精度，避免制件开裂现象，增加制件强度。CN106077638ACN106077638A权利要求书1/1页1.一种用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法，该方法包括下列顺序的步骤：（1）根据被加工工件截面的轮廓信息，将待扫描区域分成多个相互之间存在一定间距的蜂窝形子区域；（2）计算出蜂窝形子区域内及蜂窝形子区域间的扫描路径；（3）高能束在计算机控制下按照上述扫描路径进行扫描。2.根据权利要求1所述的用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法，其特征在于：所述蜂窝形子区域为规则正六边形区域，与被加工工件截面轮廓相交的正六边形区域被轮廓裁剪后呈非规则正六边形区域。3.根据权利要求1所述的用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法，其特征在于：所述扫描路径的模式为三角网格式、平行扫描线格式中的任意一种。4.根据权利要求1所述的用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述高能束在计算机控制下的扫描过程包括由计算机控制高能束按扫描路径对蜂窝形子区域内的粉末材料进行扫描，所述蜂窝形子区域内是指子区域内及边缘处被裁剪后的子区域内。5.根据权利要求1所述的用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述高能束在计算机控制下的扫描过程包括由计算机控制高能束按扫描路径沿蜂窝形子区域的边界进行扫描。6.根据权利要求1所述的用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述高能束在计算机控制下的扫描过程包括由计算机控制高能束按扫描路径对蜂窝形子区域间的粉末材料进行扫描；所述蜂窝形子区域间是指子区域之间，以及子区域与边缘处被裁剪后的子区域之间。7.根据权利要求1所述的用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述高能束在计算机控制下的扫描过程包括由计算机控制高能束按扫描路径沿被加工工件的截面轮廓进行扫描。2CN106077638A说明书1/4页一种用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法技术领域[0001]本发明涉及增材制造技术领域，尤其是一种用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法。背景技术[0002]增材制造(AdditiveManufacturing)，早期称为快速成形或快速成型（RapidPrototyping，简称RP），是一种快速生成零件或者模型的制造技术，集成了数控技术、机械设计与制造、新材料技术以及计算机应用技术，是多学科综合的产物，俗称3D打印。[0003]在采用PowderBedFusion类型技术进行增材制造时，其加工质量受高能束实际作用尺寸、扫描速度、扫描间距、扫描路径、高能束能量等因素影响。在加工过程中，当粉末材料熔融固化时，由于冷却的时间顺序不同会造成制件非均匀收缩，使得上层材料的收缩会使与之相连的下层材料受到压应力的作用，而正在冷却和收缩的上层材料因为有下层已烧结材料的约束，受到拉应力的作用。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，这是PowderBedFusion类型增材制造技术中的一个国际性难题。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。[0004]在PowderBedFusion类型的增材制造过程中，目前有一种分区扫描方法，这种方法是将待扫描区域分成正方形子区域，内部采用平行线扫描，同其他不分区的扫描方法相比较，采用这种分区扫描方法有利于降低制件的内应力，但是制件的强度还有待于提高，特别是强度存在方向性。增材制造的应用范围不断扩