[发明专利]用于增材制造的自适应分层处理方法、系统及增材制造设备

说明书

一种用于增材制造的自适应分层处理方法、系统及增材制造设备，其中，自适应分层处理方法包括：将待打印工件的STL模型导入切片软件，采用预设的初始层厚对STL模型进行初始两层切片，并得到初始两层的切片信息；切片软件根据切片信息提取出当前层的上一层和当前层的切片轮廓，并在当前层的上一层的切片轮廓上提取若干个特征点；分别计算当前层的上一层的切片轮廓上的每一个特征点到当前层的切片轮廓距离，并根据公式C=m/n计算C值；根据C值与给定值的比较，调节并确定当前层的层厚。本发明可根据工件各层切片信息的细节特征实现不同层厚的智能切片，从而不仅提高了增材制造成型工件表面质量，同时还兼顾打印效率。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种用于增材制造的自适应分层处理方法、系统及增材制造设备。

背景技术

增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM）也称为3D打印，是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，自二十世纪八十年代末发展至今，己成为现代先进制造技术中的一项支柱技术。选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）是近年来发展最为迅速的增材制造技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造，不受工件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，应用范围广。

在SLM工艺中，一般需在前处理软件中对工件三维模型进行切片处理，得到工件每一层打印的信息，并规划激光扫描路径。在打印过程中送粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉刮刀将一层粉末材料平铺在成型缸已成型工件的上表面，振镜系统控制激光器按照该层的截面轮廓，根据之前规划好的扫描路径对实心部分粉末层进行扫描，使粉末熔化并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉刮刀又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个原型制造。

现有技术，工件三维模型在进行切片处理时，切片的厚度为固定值。当切片厚度越厚，加工的速率越高，但打印工件时形成的台阶纹路越深，表面质量越差，如图1所示，有些部位台阶痕迹2明显，有些部位不够一个切片层厚时这些细节特征会直接丢失（如图1所示的细节缺失部位3），这些不足均严重影响后续打印质量，即工件的真实轮廓1失真很大；而当切片厚度越薄，打印工件时形成的梯形纹路越浅，表面质量越好，但加工的效率则会大大降低。此外，基于同一层厚切片所打印出来的工件在密度、表面质量和性能上也无法实现差异化，从而不能得到很好地应用。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种可提高增材制造成型工件表面质量，同时兼顾打印效率，还可实现工件在密度、表面质量和性能上的差异化的用于增材制造的自适应分层处理方法、系统及增材制造设备。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于增材制造的自适应分层处理方法，包括以下步骤：

步骤一、将待打印工件的STL模型导入切片软件，采用预设的初始层厚对STL模型进行初始两层切片，并得到初始两层的切片信息，其中，初始两层的前一层为当前层的上一层，初始两层的后一层为当前层；

步骤二、切片软件根据切片信息提取出当前层的上一层和当前层的切片轮廓，并在当前层的上一层的切片轮廓上提取若干个特征点；

步骤三、分别计算当前层的上一层的切片轮廓上的每一个特征点到当前层的切片轮廓距离，并根据公式C=m/n计算C值，其中，m为当前层的上一层的切片轮廓上所有特征点中距离大于或等于K*t1的个数，n为当前层的上一层的切片轮廓上的特征点总数量，t1为初始层厚，K为系数；

步骤四、根据C值与给定值的比较，调节并确定当前层的层厚。

作为本发明的进一步优选方案，根据C值与给定值的比较，调节并确定当前层的层厚具体包括：