一种复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法.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CN106583724A(43)申请公布日2017.04.26(21)申请号201611181487.3(22)申请日2016.12.20(71)申请人沈阳鼓风机集团股份有限公司地址110869辽宁省沈阳市经济技术开发区开发大路16号甲(72)发明人邓德伟张林杨树华张勇(74)专利代理机构北京华沛德权律师事务所11302代理人黄耀威(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法(57)摘要本发明提供复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法，包括对待成形的复杂表面垂直金属薄壁件建立三维实体模型，并将复杂表面垂直金属薄壁件的上表面分成M个点，确定各点的高度值；根据各点的高度值，确定各点位置处的Z轴单层行程；获取复杂表面垂直金属薄壁件的底面轮廓数据；将Z轴单层行程和所述底面轮廓数据导入激光快速成形设备，启动激光快速成形系统，开始成形复杂表面垂直金属薄壁件。本发明能够在3轴开环条件下，利用空间分层方法，无需改变激光功率和扫描速度，通过控制不同位置处的Z轴单层行程成形出复杂表面垂直金属薄壁件，降低了设备复杂性；避免了每层轮廓的间断，连续的轮廓路径避免了复杂表面垂直金属薄壁件表面的阶梯效应，提高表面质量。CN106583724ACN106583724A权利要求书1/1页1.一种复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法，其特征在于，包括：对待成形的复杂表面垂直金属薄壁件建立三维实体模型，并将复杂表面垂直金属薄壁件的上表面分成M个点，确定各点的高度值；根据各点的高度值，确定各点位置处的Z轴单层行程；获取复杂表面垂直金属薄壁件的底面轮廓数据；将所述Z轴单层行程和所述底面轮廓数据导入激光快速成形设备，启动激光快速成形系统，开始成形复杂表面垂直金属薄壁件。2.根据权利要求1所述的复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法，其特征在于，所述将复杂表面垂直金属薄壁件的上表面分成M个点，确定各点的高度值包括：将复杂表面垂直金属薄壁件的上表面分成M个点，并将这些点的高度值用Z坐标(Z1,1,Z1,2,Z1,3……Z1,M)表示出来。3.根据权利要求2所述的复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法，其特征在于，所述根据各点的高度值，确定各点位置处的Z轴单层行程包括：对于所述的坐标点(Z1,1,Z1,2,Z1,3……Z1,M)，找出其中的最大值Zmax，并确定所述的最大值Zmax处的Z轴单层行程ΔZmax；确定出激光快速成型复杂表面金属薄壁件需要的层数N；确定出各点处的Z轴单层行程(ΔZ1,ΔZ2,ΔZ3……ΔZM)为(Z1,1,Z1,2,Z1,3……Z1,M)/N。4.根据权利要求3所述的复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法，其特征在于，所述获取复杂表面垂直金属薄壁件的底面轮廓数据包括：对应所述的M个点正下方位置处，将复杂表面垂直金属薄壁件的底面轮廓分成M个点，并将这些点用Z坐标(ZN,1,ZN,2,ZN,3……ZN,M)表示出来，即得到包含(ZN,1,ZN,2,ZN,3……ZN,M)的底面轮廓数据。5.根据权利要求3所述的复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法，其特征在于，所述ΔZmax为0.3mm。6.根据权利要求3所述的复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方及法，其特征在于，所述N为Zmax/0.3。7.根据权利要求1所述的复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法，其特征在于，所述M的取值为L，其中L是复杂表面垂直金属薄壁件的Y方向长度，单位为mm。2CN106583724A说明书1/3页一种复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法技术领域[0001]本发明属于激光直接制造技术领域，涉及一种复杂表面垂直金属薄壁件的激光快速成形方法。背景技术[0002]激光快速成形技术是一种集激光技术、CAD/CAM技术和材料技术于一体的新型增材制造技术。根据零件的CAD模型，进行分层切片，得到各层截面的轮廓，再按照这些等厚度的二维平面轮廓，无需特定模具而在特定的时间内沿某一坐标方向制造出复杂的立体模型或实体。激光快速成形技术具有较高的材料利用率，较低的能量消耗率，能够成形出任意复杂程度的致密原型和零部件等优点，其在航空航天、汽车工业、模具设计与制造、医学等领域的应用越来越广泛。[0003]薄壁件因为有着能够在保证性能要求的前提下减轻零件重量的优点，尤其在航空航天领域内应用广泛。薄壁件的上表面往往表现出凹凸不平的形状特征。目前，在此类薄壁件的激光快速成形中，三维实体被切分成很多等高度的X-Y平面轮廓，沿Z方向逐层叠加，由于薄壁件上表面的凹凸不平，同一平面轮廓内扫描路径出现间断，随着沉积层数的