[发明专利]一种激光沉积扫描路径规划方法

说明书

本发明涉及一种激光沉积扫描路径规划方法，利用选区半径、温度、距离三个标准选取执行增材制造的成形区，通过控制成形区的先后顺序，避免无效行程，最大程度的降低热输入，提高成形效率。通过将激光头的扫描方向调整90度进行增材制造，增强层与层之间的结合性，提高零件的质量。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种激光沉积扫描路径规划方法。

背景技术

在对零件进行分层、切片后，程序自动对每个切片层的切割区域自动排序，默认的排序方法无规律性，设备空程轨迹较多，某些区域热堆积严重，影响成形速效率和质量，需要手动调整切割区域顺序，工作量很大，且原始层与复制层之间的扫描轨迹重合率较高，影响原始层与复制层之间的结合性。因此传统方法存在成形效率低、零件质量差的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种激光沉积扫描路径规划方法，包括以下步骤：

S1、建立待成形零件的三维模型，将三维模型划分为n个切片层，对n个切片层进行分类，不同类型的切片层设置不同的激光扫描方向，n为正整数，令i=1；

S2、对第i层进行增材制造，根据第i层切片层的类型调整激光扫描方向，设定分割间距宽度，对第i层切片层进行分割，划分m个成形区，m为正整数；

S3、从划分出的m个成形区中选取指定一个为起始成形区，对起始成形区进行增材制造；

S4、根据预设的条件从未完成增材制造的成形区中选取下一个执行增材制造的成形区；

S5、激光头移动到选定的下一个成形区进行增材制造，并对完成增材制造的成形区进行记录；

S6、判断当前层是否还有未完成增材制造的成形区，如果是则执行S4，如果否则执行S7；

S7、判断i是否等于n，如果是则执行S9，如果否则执行S8；

S8、令i=i+1，执行S2；

S9、结束。

进一步地，步骤S1具体包括：

S101、利用三维软件建立待成形零件的三维模型；

S102、对三维模型进行分层和切片，划分为n个切片层，对切片层进行编号，将n个切片层分为原始层和复制层两种类型，其中，奇数层为原始层，偶数层为复制层；

S103、分别对原始层和复制层设置激光扫描方向，原始层的扫描方向与复制层的扫描方向呈α度，0≤α≤90。

进一步地，步骤S2中设定分割间距宽度具体为，根据激光光斑直径设置，使分割间距小于等于激光光斑直径。

进一步地，步骤S4中选取下一个执行增材制造的成形区具体为：

S401、预设选区半径和温度阈值；

S402、通过热成像扫描，获取以正在执行增材制造的成形区中心为圆心，以选区半径为半径的区域内所有未完成增材制造的成形区的温度值；

S403、选取温度值最低的成形区为下一个执行增材制造的成形区；

S404、若区域内没有未完成增材制造的成形区，则对当前层所有未完成增材制造的成形区进行热成像扫描，获取各个成形区的温度值，选取温度值在温度阈值以下的成形区，测量温度值在温度阈值以下的成形区与目前正在执行增材制造的成形区之间的距离，选取距离最短的成形区为下一个执行增材制造的成形区。

进一步地，温度阈值为280摄氏度至400摄氏度中任一值。

进一步地，步骤S103中调整α度具体为90度。