一种激光扫描路径规划方法及增材制造方法.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CN110918988A(43)申请公布日2020.03.27(21)申请号201911072039.3(22)申请日2019.11.05(71)申请人中航迈特粉冶科技（北京）有限公司地址100176北京市大兴区北京经济技术开发区凉水河二街5号院4号楼1层102室、103室、2层203室(72)发明人杨环高正江马腾李冬杰葛青马英杰(74)专利代理机构北京知迪知识产权代理有限公司11628代理人王胜利(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)B33Y50/02(2015.01)B33Y10/00(2015.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种激光扫描路径规划方法及增材制造方法(57)摘要本发明涉及增材制造技术领域，具体公开了一种激光扫描路径规划方法，包括以下步骤：建立待成型零件的三维模型并进行切片处理，规划每个切片层的填充扫描路径和轮廓扫描路径，轮廓扫描路径包括轮廓扫描线和偏置扫描线；任一切片层的偏置扫描线的规划步骤包括：设定填充扫描路径与切片层的轮廓的夹角的阈值A，识别切片层的轮廓上的每一点与填充扫描路径的夹角，夹角不大于阈值A的点集合成子轮廓；将子轮廓向待成型零件的实体方向偏置距离d，生成偏置扫描线。本发明还公开了采用上述激光扫描路径规划方法的增材制造方法。可避免主体与轮廓间未熔合孔洞的产生。CN110918988ACN110918988A权利要求书1/1页1.一种激光扫描路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：建立待成型零件的三维模型，对所述三维模型进行切片处理，获得若干切片层，规划每个所述切片层的填充扫描路径和轮廓扫描路径，所述轮廓扫描路径包括轮廓扫描线和偏置扫描线；任一所述切片层的所述偏置扫描线的规划步骤包括：设定所述填充扫描路径与所述切片层的轮廓的夹角的阈值A，识别所述切片层的轮廓上的每一点与所述填充扫描路径的夹角，夹角不大于所述阈值A的点集合成子轮廓；将所述子轮廓向待成型零件的实体方向偏置距离d，生成所述偏置扫描线。2.根据权利要求1所述的激光扫描路径规划方法，其特征在于，所述阈值A大于零且小于等于45°。3.根据权利要求2所述的激光扫描路径规划方法，其特征在于，所述阈值A为15°。4.根据权利要求1~3任一项所述的激光扫描路径规划方法，其特征在于，所述偏置距离d大于零且小于0.1mm。5.根据权利要求4所述的激光扫描路径规划方法，其特征在于，所述偏置距离d为0.06mm。6.根据权利要求1所述的激光扫描路径规划方法，其特征在于，所述三维模型的第一层所述切片层的所述填充扫描路径与基准之间的夹角为0-67°，第n层所述切片层的所述填充扫描路径与第n+1层所述切片层的所述填充扫描路径之间的偏置角度为67°，n为大于或等于2的自然数。7.一种增材制造方法，其特征在于，利用权利要求1~6任一项所述的激光扫描路径规划方法，进行扫描路径的规划；采用激光选区熔化的方法，逐层成型待成型零件。8.一种增材制造方法，其特征在于，利用权利要求1~6任一项所述的激光扫描路径规划方法，进行扫描路径的规划；采用同轴送粉的方式，按照规划的所述扫描路径对待成型零件各切片层进行激光扫描沉积，逐层成型待成型零件。2CN110918988A说明书1/6页一种激光扫描路径规划方法及增材制造方法技术领域[0001]本发明涉及增材制造技术领域，具体涉及一种激光扫描路径规划方法及增材制造方法。背景技术[0002]增材制造（又称“3D打印”）是近年来迅速发展起来的高端数字化快速制造技术，引领大批量制造模式向个性化制造模式发展，可生成任何形状、性能优异、多种材料复合的零件，广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车制造、注塑模具等领域。随着技术的发展，市场对增材制造生产的期望也越来越高，要求不断提高金属材料增材制造装备的效率、精度、可靠性。[0003]激光选区熔化成形技术（SLM）是最具有发展潜力的增材制造技术之一，其基于“化整为零”—“聚零为整”的思想，先将数字化三维零件模型进行切片离散及扫描路径规划，得到可控制激光束扫描的切片轮廓信息，然后通过逐层累加的形式直接制造出三维实体。切片的几何信息和扫描路径对零件的性能、质量和尺寸精度有极大的影响。同时受零件结构和材料本身特性的因素，同种材料不同结构和不同材料相同结构的零件表面质量均存在很差差异。[0004]在增材制造，逐层成型零件时，主体与轮廓之间容易形成未熔合孔洞的缺陷，从而影响零件表面质量。发明内容[0005]为了解决现有技术中主体与轮廓之间容易形成未熔合孔洞的问题，提供一种激光扫描路径规划方法及增材制造方法。[0006]本发明提供一种激光扫描路径规划方法，包括以下步骤：建立待成型零件的三维模型，对所述三维模