基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法与流程

本发明属于激光选区熔化成形，尤其涉及一种基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法。

背景技术：

1、目前，激光选区熔化成形技术已经取得了显著的发展，在各个领域都有广泛的应用前景，包括航空航天领域、医疗领域、汽车制造和船舶制造等交通运输领域，需求的不断提升致使零件结构愈发复杂，尤其是一些包含低角度平面且工具不可达的特征零件，没有支撑的辅助，激光选区熔化成形技术在低角度成行方面的表现并不理想。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法，可实现低角度平面自成形而无需支撑辅助，不仅可以节省成本，也能够提高效率。

2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

3、基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法，具体包含以下步骤：

4、步骤1，模型设计：建立一个包含0至90度的连续性曲面结构；将模型导出为stl格式并用magics软件加载，然后按照层厚d进行切片得到切片文件；

5、步骤2，连续性低角度平面识别：记n+1层切片相较其上一层n层切片在基板平面上的投影延伸区域长度为dl，定义层间变换角度dα=arctan(d/dl)；

6、当系统识别出dα=arctan(d/dl)∈(0°,45°)，则将n+1层标记为包含低角度平面层，

7、其中，dl为低角度小平面；

8、步骤3，低角度小平面参数确定：在激光选区熔化成形过程中，零件的成形成功与否主要依赖于打印过程中的能量输入e，e=p/vd，其中p为激光功率w，v为激光的扫描速度mm/s；

9、步骤4，填充区域划分：在步骤2和步骤3的基础上将每层扫描区域定义为主体区域、自成形区域以及低角度小平面区域；

10、步骤5，参数复合填充：在步骤4的基础上分区域进行参数填充；

11、步骤6，零件加工：将步骤5准备好的数据通过介质传输到打印设备中，待用设备加入足量材料，并建立打印条件，当满足生产条件时开始加工直至零件打印结束。

12、作为本发明基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法的进一步优选方案，在步骤3中，低角度小平面的成形依赖于激光能量输入e=p/vd和低角度平面延伸长度dl以及层间变换角度dα，又因为层间变换角度dα受低角度平面延伸长度dl影响即dα=arctan(d/dl)，故通过试验探索f（e=p/vd，dl）=0的关系即可获取低角度小平面的工艺参数。

13、作为本发明基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法的进一步优选方案，在步骤4中，主体区域为n+1层与n层重叠区域，自成形区域为dα=arctan(d/dl)∈[45°,90°]区域，低角度小平面区域则为dα=arctan(d/dl)∈(0°,45°)区域。

14、作为本发明基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法的进一步优选方案，在步骤5中，主体区域按照正交试验获取的最佳工艺参数p主体和v主体进行填充，自成形区域作为下表面同样通过试验获取p下表面和v下表面进行填充，低角度小平面的工艺参数可通过步骤3的方式获取p低角度和v低角度进行填充。

15、作为本发明基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法的进一步优选方案，在步骤6中，打印条件包括基板调平、设备准备。

16、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

17、本发明基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法，其通过使用本发明的实验方法，可利用激光选区熔化成形设备完成含有低角度平面的零件成形，进而可以减少成本，提高效率。

技术特征：

1.基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法，其特征在于：具体包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法，其特征在于：在步骤3中，低角度小平面的成形依赖于激光能量输入e=p/vd和低角度平面延伸长度dl以及层间变换角度dα，又因为层间变换角度dα受低角度平面延伸长度dl影响即dα=arctan(d/dl)，故通过试验探索f（e=p/vd，dl）=0的关系即可获取低角度小平面的工艺参数。

3.根据权利要求1所述的基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法，其特征在于：在步骤4中，主体区域为n+1层与n层重叠区域，自成形区域为dα=arctan(d/dl)∈[45°,90°]区域，低角度小平面区域则为dα=arctan(d/dl)∈(0°,45°)区域。

4.根据权利要求1所述的基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法，其特征在于：在步骤5中，主体区域按照正交试验获取的最佳工艺参数p主体和v主体进行填充，自成形区域作为下表面同样通过试验获取p下表面和v下表面进行填充，低角度小平面的工艺参数可通过（3）的方式获取p低角度和v低角度进行填充。一般而言，低角度小平面的能量输入应维持在主体能量输入的70%，具体工艺参数因材料和设备的不同需进一步验证。

5.根据权利要求1所述的基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法，其特征在于：在步骤6中，打印条件包括基板调平、设备准备。

技术总结
本发明公开了基于参数复合的激光选区熔化成形连续性低角度平面方法，属于激光选区熔化成形技术领域，包含步骤模型设计、连续性低角度平面识别、低角度小平面参数确定、填充区域划分、参数复合填充、零件加工；将准备好的数据通过介质传输到打印设备中，待用设备加入足量材料，并建立打印条件，当满足生产条件时开始加工直至零件打印结束；其通过使用本发明的实验方法，可利用激光选区熔化成形设备完成含有低角度平面的零件成形，进而可以减少成本，提高效率。

技术研发人员：周先润,刘欢,房立家,刘明明,罗一凡,窦开沁
受保护的技术使用者：航发优材（镇江）增材制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15