一种激光快速成形件的成形方法
【技术领域】
[0001]本发明属于激光熔覆技术领域，具体地说，涉及一种激光快速成形件的成形方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，为了适应产品变化快、生产周期短的特点，传统的制造技术有了新发展， 出现了快速成形技术。它是制造成形技术的革新。传统的方法是将原材料除去多余部分形 成零件，而这种方法是将材料逐层积累形成零部件，彻底改变了成形制造技术的设计思想。 它的基本原理是:根据零部件的形状首先利用CAD制作三维模形，再通过数据处理将三维模 形横截成一系列平面模形，将材料置于容器内，用数控激光机床按照平面模形的形状进行 扫描，使光敏聚合物按照激光束路径固化，通过激光束逐层扫描，最终制成各种形面的零 件。
[0003] 然而，在生产实际过程中，成形件存在各式各样的缺陷。例如成形件的边缘会存在 塌陷的趋势，影响成形件的成形质量甚至导致成形过程无法继续进行。因此，如何在现有的 技术基础上，通过工艺控制方法减小乃至消除这样的缺陷变得刻不容缓。
[0004] 于现有技术中，申请号为201310303998.8的发明专利公开了一种利用激光边缘切 割提高金属熔覆沉积增材制造精度的方法及装置，该方法包括：1)金属熔滴沉积第一层:利 用激光对第一层沉积金属的侧面进行切削加工;2)金属熔滴沉积第二层:利用激光对第二 层沉积金属的侧面进行切削加工;3)金属熔滴沉积第N层:利用激光对第N层沉积金属的侧 面进行切削加工;4)直至金属熔滴沉积完毕并且利用激光对最后一层沉积金属的侧面进行 切削加工，以提高金属熔覆沉积的成形精度。本发明采用激光边缘切割的方式能够使加工 灵活性高，产品质量稳定，热影响区小，后续加工量小。
[0005] 在上述方案中，是利用激光边缘切割提高成形精度，需要额外增加工作量，使得生 产过程更加复杂。
[0006]鉴于上述原因，需要一种激光快速成形件的成形方法，以解决现有技术中存在的 问题。
【发明内容】
[0007]为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种激光快速成形件的成形方法。
[0008]本发明提供一种激光快速成形件的成形方法，包括以下步骤：
[0009] S1、建立激光加工工艺参数与熔道参数的关系表格，并从所述表格中选取两组参 数，所述两组参数分别为第一参数及第二参数，且每组参数包括激光加工工艺参数以及恪 道参数；
[0010] S2、确定两条熔道的填充路径及扫描方向，其中两个填充路径分别对应外轮廓及 内轮廓；
[0011] S3、使用外轮廓向内轮廓偏置的方式进行激光扫描熔覆，完成本步骤后回到步骤 S1重新选取参数。
[0012] 优选的，偏置扫描方式的扫描路径是沿着截面的轮廓线向实心部分一层偏置一个 距离所得的填充路径。
[0013] 优选的，所述偏置扫描方式的扫描路径，其扫描方向在扫描过程中沿预定设置不 断改变。
[0014] 优选的，所述熔道参数包括熔道的宽度w、高度h及宽高比n，其中第一熔道的高度 hi与第二熔道的高度h2满足hi:h2 = 3:2。
[0015] 优选的，第二熔道的宽度w2远大于第一熔道的宽度wl。
[0016] 优选的，在两组激光加工工艺参数中，第一激光加工工艺参数对应外轮廓，第二激 光加工工艺参数对应内轮廓。
[0017] 优选的，所述外轮廓为最外侧的填充路径，内轮廓为其余的填充路径。
[0018] 优选的，所述激光加工工艺参数包括激光扫描速度、激光功率、离焦量及送粉速 率。
[0019] 根据本发明提供的激光快速成形件的成形方法，包括S1、建立激光加工工艺参数 与熔道参数的关系表格，并从所述表格中选取两组参数，所述两组参数分别为第一参数及 第二参数，且每组参数包括激光加工工艺参数以及恪道参数。S2、确定两条恪道的填充路径 及扫描方向，其中两个填充路径分别对应外轮廓及内轮廓。S3、使用外轮廓向内轮廓偏置的 方式进行激光扫描熔覆，完成本步骤后回到步骤S1重新选取参数。如此，有效减小了快速成 形件的边缘塌陷。
[0020] 进一步优化的，偏置扫描方式的扫描路径是沿着截面的轮廓线向实心部分一层偏 置一个距离所得的填充路径。所述偏置扫描方式的扫描路径，其扫描方向在扫描过程中沿 预定设置不断改变。所述熔道参数包括熔道的宽度W、高度h及宽高比n，其中第一熔道的高 度hi与第二熔道的高度h2满足hi:h2 = 3: 2,且第二熔道的宽度w2远大于第一熔道的宽度 wl。在两组激光加工工艺参数中，第一激光加工工艺参数对应外轮廓，第二激光加工工艺参 数对应内轮廓。所述外轮廓为最外侧的填充路径，内轮廓为其余的填充路径。通过上述方案 设计，有效分散了内应力方向，有利于减少边缘翘曲变形。
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1是本发明较佳实施例提供的激光快速成形件的成形方法流程图；
[0023] 图2是本发明较佳实施例提供的激光快速成形件的成形方法填充路径宽高比示意 图；
[0024] 图3是本发明较佳实施例提供的激光快速成形件的成形方法扫描路径示意图；
[0025] 图4a是本发明较佳实施例提供的激光快速成形件的成形方法由内向外的偏置方 式示意图；
[0026] 图4b是本发明较佳实施例提供的激光快速成形件的成形方法由外向内的偏置方 式示意图。
【具体实施方式】
[0027]本发明提供一种激光快速成形件的成形方法，包括以下步骤：
[0028]S1、建立激光加工工艺参数与熔道参数的关系表格，并从所述表格中选取两组参 数，所述两组参数分别为第一参数及第二参数，且每组参数包括激光加工工艺参数以及恪 道参数；
[0029]S2、确定两条熔道的填充路径及扫描方向，其中两个填充路径分别对应外轮廓及 内轮廓；
[0030] S3、使用外轮廓向内轮廓偏置的方式进行激光扫描熔覆，完成本步骤后回到步骤 S1重新选取参数。
[0031] 优选的，偏置扫描方式的扫描路径是沿着截面的轮廓线向实心部分一层偏置一个 距离所得的填充路径。
[0032]优选的，所述偏置扫描方式的扫描路径，其扫描方向在扫描过程中沿预定设置不 断改变。
[0033] 优选的，所述熔道参数包括熔道的宽度w、高度h及宽高比n，其中第一熔道的高度 hi与第二熔道的高度h2满足hi:h2 = 3:2。
[0034] 优选的，第二熔道的宽度w2远大于第一熔道的宽度wl。
[0035]优选的，在两组激光加工工艺参数中，第一激光加工工艺参数对应外轮廓，第二激 光加工工艺参数对应内轮廓。
[0036]优选的，所述外轮廓为最外侧的填充路径，内轮廓为其余的填充路径。
[0037]优选的，所述激光加工工艺参数包括激光扫描速度、激光功率、离焦量及送粉速 率。
[0038]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实 施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本