一种金属3D打印悬垂结构的成形工艺及切片方法

一种金属3d打印悬垂结构的成形工艺及切片方法
技术领域
1.本技术涉及3d打印技术领域，具体涉及一种金属3d打印悬垂结构的成形工艺及切片方法。


背景技术：

2.增材制造俗称3d打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。
3.激光选区熔化3d技术作为一个重要分支，激光选区熔化3d打印是一种能直接成型高致密、高精度金属零件的快速成型技术，特别适合复杂结构零件的制造过程。激光选区熔化技术制造过程为：供粉仓中的平台按设定的层厚的粉量上升一定高度,铺粉刮刀水平移动将金属粉末均匀地铺设在成形仓的基板上，激光在振镜控制下对需要熔化的区域按照切片好的扫描路径进行扫描熔化粉末；然后基板下降一个层厚,重复上层的加工过程,如此往复,金属零件一层层地被加工完成。
4.激光选区熔化3d打印技术在实际打印制造中，往往需要添加支撑来完成突显截面的打印成形。然而现有的选择性激光熔化成型工艺，即slm成型工艺对于突显截面伸出长度一般在0-2mm以内可以成形，再大将无法完成打印成形。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于提供一种金属3d打印悬垂结构的成形工艺及切片方法，旨在解决现有技术中激光选区熔化3d成型工艺无法成型较长突显截面零件的问题。
6.本技术采用的技术方案如下：
7.一种金属3d打印的方法，包括：
8.按预设打印层厚，利用切片软件对目标零件对应的零件模型进行分层切片，以获得所述零件模型对应的多层切片；
9.基于所述多层切片，获取相邻的上层切片与下层切片在坐标轴中x方向上的尺寸变化量dx以及y方向上的尺寸变化量dy；
10.若dx和dy都小于等于零，则采用无支撑的方式3d打印所述目标零件；
11.若dx和dy都大于零，则判断dx和dy是否都大于a，若dx和dy都大于a，则采用添加支撑的方式3d打印所述目标零件；其中，a为不同打印材料在无支撑打印条件下对应的最大悬伸长度；
12.若dx和dy都小于a，则判断dx和dy是否都大于零且小于a/2，若判断为0《dx《a/2且0《dy《a/2，则采用无过渡区切片扫描策略，按预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略；若判断为a/2《dx《a且a/2《dy《a，则采用有过渡区切片扫描策略，按过渡区外的激光能量输入密度《过渡区内的激光能量输入密度《零件主体的激光能量输入密度的原则，调整过渡区内以及过渡区以外的预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略；
13.基于所述轮廓扫描路径填充策略，打印所述目标零件。
14.可选的，所述采用无过渡区切片扫描策略，按预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略，包括：
15.确定突显截面发生在第n层切片，其中，n为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，上层切片所在的层数，所述突显截面为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，由dx和dy组成的截面部分；
16.以所述第n层切片为界，将1至n-1层切片按预设角度α逐层旋转并以预设扫描参数进行扫描填充，获得1至n-1层的轮廓扫描路径填充策略；其中，预设角度α为25
°
～40
°
；
17.n层以后的切片按从原截面到突显截面的方向以交替变换扫描角度的方式进行扫描填充，当无过渡区时，维持所述预设扫描参数进行扫描填充，获得n层以后的轮廓扫描路径填充策略。
18.可选的，所述采用有过渡区切片扫描策略，按过渡区外的激光能量输入密度《过渡区内的激光能量输入密度《零件主体的激光能量输入密度的原则，调整过渡区内以及过渡区以外的预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略，包括：
19.确定突显截面发生在第n层切片，其中，n为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，上层切片所在的层数，所述突显截面为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，由dx和dy组成的截面部分；
20.以所述第n层切片为界，将1至n-1层切片按预设角度α逐层旋转并以预设扫描参数进行扫描填充，获得1至n-1层的轮廓扫描路径填充策略，其中预设角度α为25
°
～40
°
；
21.将n层至n+(50～100)层切片按从原截面到突显截面的方向以交替变换扫描角度的方式进行扫描填充，当有过渡区时，确定所述过渡区范围，调整预设扫描参数，按过渡区的激光能量输入密度大于过渡区外的激光能量输入密度进行扫描填充，获得n层至n+(50～100)层的轮廓扫描路径填充策略；
22.将n+(50～100)层以后清除过渡区域，并按预设角度α逐层旋转并以预设扫描参数进行扫描填充，获得n+(50～100)层以后所有切片的廓扫描路径填充策略。
23.可选的，所述将n层至n+(50～100)层切片按从原截面到突显截面的方向以交替变换扫描角度的方式进行扫描填充，包括：
24.任意相邻两层切片中，上层切片的扫描路径与下层切片的扫描路径呈夹角β；
25.其中，所述β为30
°‑
40
°
。
26.可选的，所述夹角β为35
°
。
27.可选的，所述预设扫描参数包括扫描间距、激光功率以及扫描速度。
28.可选的，所述确定所述过渡区范围，包括：
29.将所述突显截面与所述原截面相交的轮廓线作为所述过渡区的内轮廓线；
30.获取所述过渡区的内轮廓线的中点坐标(x1，y1)以及两个相交端点坐标(x2，y2)；
31.将所述中点坐标(x1，y1)沿x方向向突显截面延伸6-7个单位，获得所述过渡区的最远角点坐标；
32.将所述最远角点坐标与所述两个相交端点坐标所确定的三个点之间用弧线平滑连接，形成所述过渡区的外轮廓线；
33.所述外轮廓线与所述内轮廓线围成的区域即为所述过渡区范围。
34.可选的，确定所述过渡区范围，包括：
35.获取所述突显截面的区域面积；
36.获取所述突显截面的内轮廓线和外轮廓线的两个相交端点；
37.使用平滑的分割线将所述突显截面的区域面积均分，所述内轮廓线与所述分割线之间的区域即为所述过渡区范围，其中所述分割线的两端端点与所述的内轮廓线和外轮廓线的两个相交端点重合。
38.可选的，所述按预设打印层厚，利用切片软件对目标零件对应的零件模型进行分层切片，以获得所述零件模型对应的多层切片，包括：
39.调整零件模型的摆放位置，零件摆放要求应避免在打印过程中出现逆刮刀现象；
40.将调整好的零件模型导入切片软件，并设置切片软件参数，通过切片软件对零件模型完成分层切片。
41.可选的，基于所述多层切片，获取相邻的上层切片与下层切片在坐标轴中x方向上的尺寸变化量dx以及y方向上的尺寸变化量dy，包括：
42.利用切片软件标注每层切片在每一个角点处对应的x和y方向的坐标值；
43.将上层切片的所述坐标值减去相邻的下层切片的所述坐标值，获得所述的尺寸变化量dx和dy。
44.与现有技术相比，本技术的有益效果是：
45.本技术实施例提出的一种金属3d打印悬垂结构的成形工艺及切片方法，与传统的slm成型工艺相比，本技术基于判断突显截面的伸出长度，针对性的给出不同伸出长度下的突显截面相匹配的有无支撑打印策略，并针对具有突显截面但无需支撑打印的突显截面细化不同伸出长度下对应采用无过渡区切片扫描策略和过渡区切片扫描策略，基于越长的区域的突显截面受热熔化-速冷过程中，因热聚集、以及材料膨胀收缩而越易翘曲的特性，通过优化过渡区和无过渡区域内的激光能量输入密度，按照伸出长度越长的区域，激光能量输入密度越低的扫描路径填充策略，从而指导控制激光能量输入密度，越远的区域采用相对较低的激光能量输入密度，弱化该区域内打印材料的熔化程度，依靠该区域内打印材料熔而未完全熔的状态，减少热聚集以及材料速热-速冷过程中的膨胀收缩变化，从而降低产品翘曲程度，提高零件成型质量，最终实现较长突显截面零件3d打印成型的目的。
附图说明
46.图1为本技术实施例中提供的一种金属3d打印悬垂结构的成形工艺及切片方法的工艺流程图；
47.图2为不同类型零件的突显截面示意图；
48.图3为无过渡区的曲面或平面突显截面零件在第n层轮廓切片示意图；
49.图4为无过渡区的曲面或平面突显截面零件在第n+1层轮廓切片示意图；
50.图5为有过渡区的曲面或平面突显截面零件在第n层轮廓切片示意图；
51.图6为有过渡区的曲面或平面突显截面零件在第n+1层轮廓切片示意图；
52.图7为无过渡区的曲面或平面突显截面零件在第n层轮廓路径扫描示意图；
53.图8为无过渡区的曲面或平面突显截面零件在第n+1层轮廓路径扫描示意图；
54.图9为无过渡区的曲面或平面突显截面零件在第n+2层轮廓路径扫描示意图；
55.图10为有过渡区的曲面或平面突显截面零件在第n层轮廓路径扫描示意图；
56.图11为有过渡区的曲面或平面突显截面零件在第n+1层轮廓路径扫描示意图；
57.图12为有过渡区的曲面或平面突显截面零件在第n+2层轮廓路径扫描示意图；
58.图13为无过渡区的方形突显截面零件在第n层轮廓路径扫描示意图；
59.图14为无过渡区的方形突显截面零件在第n+1层轮廓路径扫描示意图；
60.图15为无过渡区的方形突显截面零件在第n+2层轮廓路径扫描示意图；
61.图16为有过渡区的方形突显截面零件在第n层轮廓路径扫描示意图；
62.图17为有过渡区的方形突显截面零件在第n+1层轮廓路径扫描示意图；
63.图18为有过渡区的方形突显截面零件在第n+2层轮廓路径扫描示意图；
64.图19为含支撑结构的曲面或平面突显截面零件在第n层轮廓路径扫描示意图；
65.图20为含支撑结构的曲面或平面突显截面零件在第n+1层轮廓路径扫描示意图；
66.图21为含支撑结构的曲面或平面突显截面零件在第n+2层轮廓路径扫描示意图；
67.图22为含支撑结构的方形突显截面零件在第n层轮廓路径扫描示意图；
68.图23为含支撑结构的方形突显截面零件在第n+1层轮廓路径扫描示意图；
69.图24为含支撑结构的方形突显截面零件在第n+2层轮廓路径扫描示意图；
70.图25为添加斜支撑打印时零件的突显截面示意图；
71.图26为添加垂直支撑打印时零件的突显截面示意图。
72.附图中标号说明：
具体实施方式
73.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
74.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
75.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
76.另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
77.参照附图1，本技术实施例提供了一种金属3d打印悬垂结构的成形工艺及切片方法，包括步骤有：
78.按预设打印层厚，利用切片软件对目标零件对应的零件模型进行分层切片，以获得所述零件模型对应的多层切片；
79.基于所述多层切片，获取相邻的上层切片与下层切片在坐标轴中x方向上的尺寸变化量dx以及y方向上的尺寸变化量dy；
80.若dx和dy都小于等于零，则采用无支撑的方式3d打印所述目标零件；
81.若dx和dy都大于零，则判断dx和dy是否都大于a，若dx和dy都大于a，则采用添加支撑的方式3d打印所述目标零件；其中，a为不同打印材料在无支撑打印条件下对应的最大悬伸长度；
82.若dx和dy都小于a，则判断dx和dy是否都大于零且小于a/2，若判断为0《dx《a/2且0《dy《a/2，则采用无过渡区切片扫描策略，按预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略；若判断为a/2《dx《a且a/2《dy《a，则采用有过渡区切片扫描策略，按过渡区外的激光能量输入密度《过渡区内的激光能量输入密度《零件主体的激光能量输入密度的原则，调整过渡区内以及过渡区以外的预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略；
83.基于所述轮廓扫描路径填充策略，打印所述目标零件。
84.在3d打印技术中，激光选区熔化技术在实际金属粉末床选区熔化制造工艺中，金属粉末床吸收激光输入能量后快速熔化，随着扫描路径的移动和成形基板的传热，又快速冷却，激光选区熔化经过多次重复的“速热—速冷”热平衡以及“逐层堆叠”而成形。可见，产品成型质量与激光能量输入能量有着非常密切的关系，其中，激光能量输入能量以激光能量输入密度(e,单位：j/mm3)表示为：
[0085][0086]
上式中：
[0087]
p—激光输入功率(单位：w)；
[0088]
v—激光扫描速度(单位：mm/s)
[0089]
h—扫描间距(单位：mm)
[0090]
t—铺粉层厚(单位：mm)
[0091]
由上式(1)可知：金属粉末床的激光输入能量密度主要与激光功率、铺粉厚度、扫描速度、扫描间距等四个主要参数有关，其中铺粉层厚t为定值。以某基合金为例，四个主要参数组合，其激光能量输入密度e＝50-100j/mm3范围内，零件均能成形。但激光输入能量越大，需要的热传导速度也越快，在“速热—速冷”热平衡物理变化过程中成形零件，如果热输入能量过大，金属粉末完全熔化后，较长突显截面因离零件主体越远，在速热-速冷过程中，较长突显截面更容易因热聚集以及热胀冷缩而发生翘曲变形，导致零件打印失败。故零件成形时，对于传导性差较凸出的某打印层(比如：突显截面层)，减小粉末床的激光能量输入密度能够成为防止变形的有效手段。
[0092]
根据以上原理，本技术实施例提供的一种金属3d打印悬垂结构的成形工艺及切片方法，与传统的slm成型工艺相比，通过判断突显截面的伸出长度，针对性的给出不同伸出长度下的突显截面对应适配的无支撑打印策略还是支撑打印策略，例如,在无突显截面的
情况下采用无支撑打印策略，而当突显截面的超过某长度后，则采用支撑打印策略，并针对具有突显截面但无需支撑打印的突显截面细化不同伸出长度下对应采用无过渡区切片扫描策略和过渡区切片扫描策略，基于越长的区域的突显截面受热熔化-速冷过程中，因热聚集、以及材料膨胀收缩而越易翘曲的特性，通过优化过渡区和无过渡区域内的激光能量输入密度，按照伸出长度越长的区域，激光能量输入密度越低的扫描路径填充策略，从而指导控制激光能量输入密度，越远的区域采用相对较低的激光能量输入密度，弱化该区域内打印材料的熔化程度，依靠该区域内打印材料熔而未完全熔的状态，减少热聚集以及材料速热-速冷过程中的膨胀收缩变化，从而降低产品翘曲程度，提高零件成型质量，最终实现较长突显截面零件3d打印成型的目的。
[0093]
在本实施例提供的金属3d打印悬垂结构的成形工艺及切片方法，具体到每一个步骤来说，其具体实现方式如下：
[0094]
关于步骤：按预设打印层厚，利用切片软件对目标零件对应的零件模型进行分层切片，以获得所述零件模型对应的多层切片，其具体实现内容包括：
[0095]
调整零件模型的摆放位置，零件摆放要求应避免在打印过程中出现逆刮刀现象；
[0096]
将调整好的零件模型导入切片软件，并设置切片软件参数(如打印层厚)，通过切片软件对零件模型完成分层切片。
[0097]
可以理解的，切片的层厚参数与切片数量呈反比关系，分层越薄，层数越多，模型成型效果越好，对应的打印耗时越长，故对预设厚度的选取需尽量满足成型效果好和打印耗时低的优点。
[0098]
在一种实施例中，关于步骤：基于分层后的所述切片，获取相邻的上层所述切片与下层所述切片在x、y方向上的尺寸变化量dx和dy，其具体实现方式为：
[0099]
利用切片软件标注每层切片在每一个角点处对应的x、y方向的坐标值；
[0100]
将上层切片的所述坐标值减去相邻的下层切片的所述坐标值，获得所述的尺寸变化量dx和dy；
[0101]
可以想象的，上层切片与下层切片在x、y方向上的尺寸变化量dx和dy是作为判断突显截面的重要依据，基于dx和dy才能确定相邻上层切片是否凸出相邻下层切片，并根据dx和dy的具体数值获得突显截面凸出长度。
[0102]
从步骤：若dx和dy都小于等于零，则采用无支撑的方式3d打印所述目标零件；
[0103]
若dx和dy都大于零，则判断dx和dy是否都大于a，若dx和dy都大于a，则采用添加支撑的方式3d打印所述目标零件；其中，a为不同打印材料在无支撑打印条件下对应的最大悬伸长度；
[0104]
若dx和dy都小于a，则判断dx和dy是否都大于零且小于a/2，若判断为0《dx《a/2且0《dy《a/2，则采用无过渡区切片扫描策略，按预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略；若判断为a/2《dx《a且a/2《dy《a，则采用有过渡区切片扫描策略，按过渡区外的激光能量输入密度《过渡区内的激光能量输入密度《零件主体的激光能量输入密度的原则，调整过渡区内以及过渡区以外的预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略；
[0105]
参见图2至图6所示，可以理解的，由于dx、dy是上层切片与下层切片在x方向和y方向的尺寸差值，因此，若dx≤且dy≤0，则说明上层切片没有凸出下层切片，在打印过程中，上层切片始终有下层切片作为支撑，则由下往上打印过程中，无需对上层切片提供额外支
撑，故采用无支撑打印策略，可以想象的，如打印一个锥形零件，锥形零件的下层切片始终作为上层切片的支撑，故由下往上打印无需支撑；
[0106]
相反的，若dx》0且dy》0，则说明上层切片凸出下层切片，可以想象的，若凸出的长度较长，在没有支撑的情况下进行打印，很明显金属粉末床熔化后，易出现翘曲现象，影响打印质量，故可以理解的，当上层切片与下层切片的尺寸变化量dx、dy超过一定值后，便需要添加支撑进行打印，当然，也就能理解，当上层切片与下层切片的尺寸变化量dx、dy在一定范围内，金属粉末床能够依靠自身性能承担翘曲风险，故便能采用无支撑打印。
[0107]
当然，可以理解的，在0《dx《a且0《dy《a这一区间内，随着突显截面长度的增加，发生翘曲变形的概率便越大，因此，便提出了过渡区这一概念，通过过渡区来调整激光能力输入密度，距离零件主体越远的地方，采用降低激光能力输入密度的方法，从而达到提高零件3d成型质量的目的，故针对0《dx《a且0《dy《a这一区间内，又分为如下两种情形：
[0108]
在一种实施例中，参见图7至图24所示，步骤：若判断为0《dx《a/2且0《dy《a/2，则采用无过渡区切片扫描策略，按预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略；具体实现步骤有：
[0109]
首先，确定突显截面发生在第n层切片，其中，n为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，上层切片所在的层数，所述突显截面为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，由dx和dy组成的截面部分；
[0110]
然后，以所述第n层切片为界，将1至n-1层切片按预设角度α逐层旋转并以预设扫描参数进行扫描填充，获得1至n-1层的轮廓扫描路径填充策略；其中，预设角度α为25
°
～40
°
；
[0111]
接着，将n层以后切片按从原截面到突显截面的方向以交替变换扫描角度的方式进行扫描填充，当无过渡区时，维持所述预设扫描参数进行扫描填充，获得n层以后的轮廓扫描路径填充策略；可以理解的，由于突显截图悬伸长度在可控范围内，故在无过渡区时，采用与零件主体接近或略低一级的激光能量输入密度进行扫描即可。
[0112]
在另外一种实施例中，若判断为a/2《dx《a且a/2《dy《a，则采用有过渡区切片扫描策略，按过渡区外的激光能量输入密度《过渡区内的激光能量输入密度《零件主体的激光能量输入密度的原则，调整过渡区内以及过渡区以外的预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略，具体实现步骤为：
[0113]
首先，确定突显截面发生在第n层切片，其中，n为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，上层切片所在的层数，所述突显截面为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，由dx和dy组成的截面部分；
[0114]
然后，以所述第n层切片为界，将1至n-1层切片按预设角度α逐层旋转并以预设扫描参数进行扫描填充，获得1至n-1层的轮廓扫描路径填充策略；其中，预设角度α为25
°
～40
°
；
[0115]
接着，将n层至n+(50～100)层切片按从原截面到突显截面的方向以交替变换扫描角度的方式进行扫描填充，当有过渡区时，确定所述过渡区范围，调整预设扫描参数，按过渡区的激光能量输入密度大于过渡区外的激光能量输入密度进行扫描填充，获得n层至n+(50～100)层的轮廓扫描路径填充策略；基于公式(1)及对应的理论不难理解的，以某基合金为例，激光能量输入密度e＝50-100j/mm3范围内均可成型零件，我们在打印时，可将e按
由大到小分成e0、e1、e2三个等级，每一个等级代表一个激光能量输入密度的取值范围，e0最大，e1次之，e2最小，当不存在过渡区域时，说明依靠与零件主体相同的激光能力输入密度e0，可以维持突显截面的正常打印，当然，为避免输入能量密度过大，也可以选择的，在无过渡区的突显截面部分选取比零件主体打印时低一级的激光能量输入密度e1进行打印，而当有过渡区时，则在过渡区选择与零件主体相同等级e0或低一等级的e1进行打印，而过渡区以外的突显截面区域则根据过渡区的激光能量输入密度，选取更低一等级的激光能量输入密度e1或e2进行打印，从而保证打印质量。可以理解的，为了实现不同区域不同的激光能量输入密度，依据公式(1)通过调整扫描参数：激光输入功率、激光扫描速度以及扫描间距中任意一项或多项实现
[0116]
最后，将n+(50～100)层以后清除过渡区域，并按预设角度α逐层旋转并以预设扫描参数进行扫描填充，获得n+(50～100)层以后所有切片的廓扫描路径填充策略。
[0117]
在此，需要说明的是，第一；在本实施例中，α选取25
°
～40
°
的范围，其主要目的在于：在无支撑打印过程中，不宜选择过大的旋转角度α，否则无法生产打印路径。第二：选取n+(50～100)层为界的原因在于：目前通常层厚为0.02mm，(50-80)层＝(1-2)mm，按照当前策略打印1-2mm高度时，过渡区域与零件本体充分融合，可以不再使用变参数打印策略。
[0118]
当然，在一些特殊情况下，比如一些突显截面突显长度长，而且突显时直接呈水平的一次性完全突显出零件主体，而不是呈斜面逐层突显的情况，此时，可以采用支撑打印与过渡区扫描打印、无过渡区扫描打印的方式组合打印，可以提高零件的打印质量，保证零件成形精度。
[0119]
在本实施例中，参见图7至图24所示，将n层至n+(50～100)层切片按从原截面到突显截面的方向以交替变换扫描角度的方式进行扫描填充，具体包括：
[0120]
任意相邻两层切片中，上层切片的扫描路径与下层切片的扫描路径呈夹角β，从而不难理解的，任意相邻两层切片的扫描路径不同，避免扫描路径重合，从而避免上下层金属粉末床熔化后成为一团，而错位分层扫描可以使零件每层层次分明，有助于提高打印质量。
[0121]
在一种实施例中，β可以为30
°
、35
°
、40
°
，既可以表现出分明的错位，同时又不至于每次偏转角度过大。
[0122]
在一种实施例中，确定过渡区范围可以采用如下方式，包括步骤：
[0123]
将突显截面与原截面相交的轮廓线作为所述过渡区的内轮廓线；
[0124]
获取过渡区的内轮廓线的中点坐标(x1、y1)以及两个相交端点坐标(x2、y2)；
[0125]
将中点坐标(x1、y1)沿x方向向突显截面延伸6-7个单位，获得过渡区的最远角点坐标；
[0126]
将最远角点坐标与两个相交端点坐标所确定的三个点之间用弧线平滑连接，形成过渡区的外轮廓线；
[0127]
外轮廓线与内轮廓线围成的区域即为过渡区范围。
[0128]
当然，在另外一个实施例中，确定所述过渡区范围还可以采用如下方法，包括步骤：
[0129]
获取突显截面的区域面积；
[0130]
获取突显截面的内轮廓线和外轮廓线的两个相交端点；
[0131]
使用平滑的分割线将所述突显截面的区域面积均分，内轮廓线与分割线之间的区
域即为所述过渡区范围，其中分割线的两端端点与所述的内轮廓线和外轮廓线的两个相交端点重合。
[0132]
在实际打印过程中，操作者可以自行选择任一方法，确定过渡区域的范围。
[0133]
此外，在采用添加支撑的方式3d打印目标零件时，具体的：
[0134]
判断90
°‑
δmi n是否大于θ，其中，参见图1所示，θ为零件自支撑打印最小倾斜角，δmi n为零件支撑生长平面a与零件支撑添加平面b之间连线同零件支撑生长平面a之间的夹角；
[0135]
若90
°‑
δmi n＞θ，则参见图25所示，说明突显截面突显长度超出a，但支撑生长平面a的长度大于零件支撑添加平面b的长度，在此种情况下添加斜支撑打印，首先选择支撑添加平面b，再选择支撑生成平面a，输入拟倾斜的夹角δ和支撑大小参数，如圆柱/锥型支撑输入拟定支撑直径/上下直径，最小间距和最大间距，优选地，圆柱/锥型直径为0.1—3mm，最小间距和最大间距设为1—5mm；
[0136]
若90
°‑
δmi n≤θ，则参见图26所示，说明突显截面突显长度超出a，但零件支撑添加平面b的长度大于支撑生长平面a的长度，此时若添加斜支撑打印，则斜支撑体与零件添加支撑平面b的倾角α过大，导致支撑强度不足，易造成零件打印失败，故此时选择添加垂直支撑打印，首先选择支撑添加平面b，再默认基板/零件表面为支撑生成平面，输入支撑大小参数，如圆柱/锥型支撑输入拟定支撑直径/上下直径，最小间距和最大间距，优选地，圆柱/锥型直径为0.1—3mm，最小间距和最大间距设为1—5mm。
[0137]
以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。