基于预制基座的增材制造方法.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CN109849332A(43)申请公布日2019.06.07(21)申请号201811616260.6(22)申请日2018.12.27(71)申请人黄宇刚地址412007湖南省株洲市天元区长江南路320号(72)发明人黄宇刚赵素华(51)Int.Cl.B29C64/124(2017.01)B29C64/386(2017.01)B33Y30/00(2015.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称基于预制基座的增材制造方法(57)摘要本发明公布一种以曲面为基础的材料堆积方法，实现以预制件为基座进行增材制造，其特征在于：成型目标模型中与预制基座对接部分的构建利用3D扫描工具完成，以保证成型目标模型与预制基座之间的准确对接与定位；为预制基座的安装配置一个定位夹具，用3D扫描工具对预制基座与定位夹具的组合件进行3D扫描建模，确定目标模型的准确加工位置；由下而上逐层堆积成型时先定型边界轮廓，内部填充区域的材料在若干层后再整块定型。这一成型方法使得产品的修补式3D打印加工成为现实，同时也为复合材料产品的成型提供了一条新途径。CN109849332ACN109849332A权利要求书1/1页1.一种增材制造方法，其特征在于以预制件为基座进行材料堆积成型，具体包括：首先构建成型目标模型，其中与预制基座对接的部分利用3D扫描工具完成，以保证成型目标模型与预制基座之间的准确对接与定位；为预制基座在成型平台上的安装配置一个联接件——定位夹具，用3D扫描工具对预制基座叠加定位夹具的组合件进行3D扫描建模，进而确定成型目标模型的准确加工位置；对成型目标模型切片分层时，将每一层内的材料堆积位置区分为边界轮廓、内部填充、交界线3种加工类别；由下而上逐层堆积成型时先定型边界轮廓，内部填充区域的材料在若干层后再整块定型。2CN109849332A说明书1/2页基于预制基座的增材制造方法技术领域[0001]本发明涉及材料成型加工领域，尤其是3D打印成型方法。背景技术[0002]立体光固化成型（StereoLithographyApparatus,SLA）是较早商业化应用的3D打印成型工艺。SLA运用特定激光照射光固化液体材料，使其表面由点到线、由线到面顺序固化，完成成型目标模型一层的加工作业，然后支撑成型件的升降台在垂直方向移动一个层厚度的距离，接着成型目标模型的下一层，这样层层堆积构成最终制品。[0003]激光选区烧结（SelectiveLaserSintering,SLS）工艺是利用粉末状材料成形的。在这一制造方法中，材料粉末被铺洒在目标模型已成形部分的上表面并刮平，激光束在计算机控制下根据分层截面信息对材料粉末进行有选择地烧结，得到目标模型一层截面的对应实体，并与下面已成形的部分粘接；当一层材料烧结完成后，铺上新的一层材料粉末，继续烧结下一层；全部层烧结完后去掉多余的粉末，就可以得到目标模型的对应制品。[0004]常规3D打印成型工艺通过平面层层堆积出3D模型制品，无法在现有零配件（预制件）的基础上做进一步的增材制造，因为预制件的表面往往不是平面。[0005]为了解决以曲面为基础的材料堆积，实现以预制件为基座的制品的3D打印成型，本发明提出了一种先逐层堆积成型边界曲线、再填充定型实体区域的增材制造方法。这一成型方法使得产品的3D打印修补式加工成为现实，同时也为复合材料产品的成型提供了一条新的途径，它为3D打印技术的深入应用奠定了重要基础。发明内容[0006]本发明的目标是通过如下技术方案来实现的。[0007]首先，要构建增材制造成型目标的几何模型，特别是要保证成型目标模型与预制基座之间的准确定位。成型目标的几何模型通过常规的工具软件按照需求来设计，其中，与预制基座对接的部分利用3D扫描工具完成，因为这一部分往往是不规则的曲面。为预制基座在成型平台上的安装增设一个联接件——定位夹具，先将预制基座固定在定位夹具上，构成一个预制基座+定位夹具的夹具组合件，用3D扫描工具对夹具组合件进行3D扫描建模。再把夹具组合件利用夹具上的定位结构（定位销）装配到增材制造设备的成型平台（设有定位孔）上。这样一来，成型目标模型的具体加工位置坐标可以由成型目标模型数据本身、夹具组合件模型数据、定位孔坐标数据唯一确定。[0008]接下来，对成型目标模型切片分层。与常规切片分层不同的是，每一层在区分边界轮廓与内部填充2种成型类别的基础上，将与预制基座对接的边界轮廓设定为第3种类别——交界线。[0009]然后，由下而上逐层堆积成型边界轮廓，在当前层与之相对应的只是若干根边界曲线。此时，边界内的内部填充与交界线并不成型。[0010]当堆积成型的边界轮廓达到设定的高度后，把填充内部实体区域的材料定型固