激光烧结扫描方法.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CN107876766A(43)申请公布日2018.04.06(21)申请号201711184070.7(22)申请日2017.11.23(71)申请人攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司地址617000四川省攀枝花市东区桃源街90号(72)发明人黄云卢东钟兵毛凤娇(74)专利代理机构成都虹桥专利事务所(普通合伙)51124代理人刘朝琴(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y50/02(2015.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称激光烧结扫描方法(57)摘要本发明属于金属增材制造技术领域，具体涉及一种激光烧结扫描方法，主要包括工件截面分区、扫描方向规划、首次扫描、扫描后按温度分区、按温度分区进行扫描等步骤。本发明的方法通过对工件的激光扫描截面进行平行四边形的分区，然后利用红外热像仪对已完成激光扫描的烧结层面温度图像进行实时采集并提取不同温度分区轮廓，实时对低温区和高温区采用适应性扫描间距生成扫描路径，解决了大尺寸薄壁零件因某一区域温度集中形成大的温度梯度、残余应力高的技术问题，并提高了扫描效率高，保证了工件的致密度和精度。CN107876766ACN107876766A权利要求书1/2页1.激光烧结扫描方法，其特征在于，包括如下步骤S1、根据工件的截面信息，将工件区域划分为若干个分区图形，所述分区图形为边长为5～10mm的网格状平行四边形或者边界的不规则图形，相邻的分区图形间隙H大于0小于等于1mm；S2、规划扫描方向，对于同一层截面所有平行四边形，采用方向A和方向B进行扫描，其中方向A与平行四边形的一组对边平行，方向B与方向A垂直，相邻两行或两列平行四边形区域内规划的扫描方向不同；S3、将分区中边界的不规则图形均作为平行四边形分区进行处理，按照工件的成型截面图形及尺寸，先从工件一侧边界的分区图形开始，对扫描线互相平行的分区图形进行依次连续扫描；S4、利用红外热像仪对已完成激光扫描的烧结层面温度图像进行实时采集并提取不同温度分区轮廓，并将温度图像传送给处理器；S5、通过处理器进行分层轮廓与温度分区轮廓的求交运算，对整个截面进行温度分区，将温度低于临界温度的区域划分为低温区，将温度高于临界温度的区域划分为高温区；S6、按照规划好的扫描方向对低温区进行扫描，扫描间距为50微米至70微米；S7、重复步骤S5、S6，直至剩下区域均为高温区，按照规划好的扫描方向对高温区进行扫描，扫描间距为70微米至100微米，直到完成所有分区图形扫描。2.根据权利要求1所述的激光烧结扫描方法，其特征在于，步骤S5中，所述临界温度的取值范围为140～150℃。3.根据权利要求1所述的激光烧结扫描方法，其特征在于，步骤S5中，若一个平行四边形区域内既有高温区，也有低温区，且高温区面积大于低温区面积，则将此平行四边形区域划分为高温区；若高温区面积小于低温区面积，则将此平行四边形区域划分为低温区。4.根据权利要求1所述的激光烧结扫描方法，其特征在于，步骤S6和步骤S7中，扫描线是平行等距直线。5.根据权利要求1所述的激光烧结扫描方法，其特征在于，步骤S6和步骤S7中，分区图形内相邻扫描线同向进行。6.根据权利要求1所述的激光烧结扫描方法，其特征在于，步骤S6和步骤S7中，分区图形内相邻扫描线反向进行。7.根据权利要求1所述的激光烧结扫描方法，其特征在于，步骤S1中，每一行或每一列的平行四边形的倾斜方向相同，相邻行或相邻列的平行四边形的倾斜方向相反。8.根据权利要求1所述的激光烧结扫描方法，其特征在于，还包括间隙扫描，对于同一层截面，扫描从工件一侧的间隙区域的一端开始，对一个间隙区域逐线扫描，直至间隙区域另一端；以同样方式扫描其他两个方向扫描线的间隙区域，直到完成工件的所有间隙区域的扫描。9.根据权利要求1所述的激光烧结扫描方法，其特征在于，还包括轮廓扫描，沿工件实际轮廓线或与工件实际轮廓线向内或向外偏离1mm以内的轮廓线进行扫描，或沿与工件实际轮廓线偏离1mm以内的多条轮廓线分别进行多次扫描，直到完成工件的截面扫描。10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的激光烧结扫描方法，其特征在于，层与层之间采用S型正交扫描方式，直至完成整个零件的打印，所述S型正交扫描方式是指下一层2CN107876766A权利要求书2/2页截面的区域划分和扫描方向由上一层截面的区域划分和扫描方向旋转90°得到。3CN107876766A说明书1/5页激光烧结扫描方法技术领域[0001]本发明属于金属增材制造技术领域，具体涉及一种大尺寸薄壁金属零部件的选区激光熔化技术的激光烧结扫描方法。背景技术[0002]选区激光熔化技术是一种通过控制