一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法.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(10)申请公布号CNCN103752823103752823A(43)申请公布日2014.04.30(21)申请号201310733109.1(22)申请日2013.12.25(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)发明人李维诗张振于连栋夏豪杰(74)专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人余成俊(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图6页附图6页(54)发明名称一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法(57)摘要本发明公开了一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法。根据截面轮廓的信息，计算出截面轮廓内的激光扫描路径，激光束在计算机的控制下，按照扫描路径对制件的实心部分所在的金属粉末进行扫描，直接制造出工件。本发明以三组平行的直线扫描路径，最终构成三角网格形状的整体路径。该方法在工艺上控制简单，实用性强，可以增加制件强度，减少制件形变，提高制件尺寸精度。CN103752823ACN1037528ACN103752823A权利要求书1/1页1.一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法，其特征在于：根据截面轮廓的信息，计算出截面轮廓内的激光扫描路径，所述激光扫描路径为三组平行的直线扫描路径构成的三角网格状整体扫描路径，每组直线扫描路径由直线状的规则性线条构成，激光束在计算机的控制下，按照激光扫描路径对制件的实心部分所在的金属粉末进行扫描，直接制造出工件。2.根据权利要求1所述的一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法，其特征在于：每组内的线条互相平行，三组线条分别沿三个不同方向布置从而三组线条之间相交，扫描后形成三角网格状的扫描轨迹，三角网格中每个三角形都为正三角形。3.根据权利要求1所述的一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法，其特征在于：激光束在计算机控制下扫描过程为：由计算机控制激光束按激光扫描路径沿x/y轴进行扫描，产生一系列与x/y轴平行的扫描轨迹；由计算机控制激光束按激光扫描路径沿与x/y轴成60°的方向上进行扫描，产生一系列与x/y轴成60°的扫描轨迹；由计算机控制激光束按激光扫描路径沿与x/y轴成120°的方向上进行扫描，产生一系列与x/y轴成120°的扫描轨迹；由计算机控制激光束沿工件的截面轮廓进行扫描。4.根据权利要求3所述的一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法，其特征在于：各个扫描过程顺序不分先后。5.根据权利要求3所述的一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法，其特征在于：每个方向扫描中相邻路径间距相同。6.根据权利要求3所述的一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法，其特征在于：第三个方向扫描轨迹经过前两个方向扫描轨迹的交点。7.根据权利要求3所述的一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法，其特征在于：扫描轨迹交点经历三次激光熔接。2CN103752823A说明书1/5页一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法技术领域[0001]本发明涉及增材制造领域，具体为一种用于选择性激光烧结的三角网格式激光扫描方法。背景技术[0002]增材制造(AdditiveManufacturing)，也称快速成形或快速成型（RapidPrototyping，简称RP），是一种快速制造零件或者模型的新技术，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。增材制造俗称3D打印。[0003]选择性激光烧结（SelectiveLaserSintering，简称SLS）工艺由CarlDechard博士和他的导师JoeBeaman博士于19世纪80年代中期在美国德克萨斯大学奥斯汀分校研制成功，并进行了商业化开发。SLS工艺利用粉末状材料成形：（1）将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平；（2）用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面；（3）材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成形的部分粘接；（4）当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，选择地烧结下层截面，经过若干层的扫描烧结叠加，最后完成整个原型或者工件的制造。[0004]在选择性激光烧结制造过程中，其加工质量受激光光斑尺寸、扫描速度、扫描间距、扫描路径、激光器发出激光能量等因素影响。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材料的约束，而受到拉应力的作用，这种应力严重时就会导致已成型层的翘曲变形，严重时会