[发明专利]一种基于增材制造的变层厚剖分计算方法

说明书

本发明公开了一种基于增材制造的变层厚剖分计算方法，包括对零件进行预剖分，调用零件预剖分后的层轮廓信息以及层面积信息，计算每层轮廓与打印方向之间的夹角θ以及层与层之间的面积差值率b，然后将计算的θ值与b值与夹角角度阈值θ_i和面积差值率阈b_i进行比较，根据计算结果，对零件的不同高度区域生成不同打印层厚。本发明的一种基于增材制造的变层厚剖分计算方法，通过实现变层厚打印，解决了被打印零件的打印机时过长、被打印零件占用的设备使用周期过长以及被打印零件的成形效率低的问题。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，涉及一种基于增材制造的变层厚剖分计算方法。

背景技术

随着激光选区熔化(SLM)成形技术的不断发展，对于使用该工艺进行大型复杂结构零件的成形技术以及成形效率的需求越来越迫切，现有的SLM工艺主要是将零件进行等层厚剖分，即零件剖分后使用一个层厚进行打印；对于一些成形截面较大的复杂零件，为了顾及一些精细结构处的表面质量，在等层厚剖分的前提下，只能采用小层厚进行打印，造成实际零件打印的机时过长，效率较低，进而增加零件的打印成本和打印周期，不利于提高SLM技术打印零件的竞争力。

因此，对于大型复杂结构零件而言，开发出一种可实现变层厚剖分的方法尤为重要，通过使用此方法对零件进行剖分时，可在被打印零件与打印方向之间的夹角较大时应用小层厚进行剖分，提升零件的打印精度与被打印零件的表面粗糙度，在零件与打印方向之间的夹角较小时应用大层厚剖分，提升被打印零件的成形效率，且同时可减少被打印零件的打印机时，缩短被打印零件的设备使用周期，降低零件打印成本，提高零件的成形效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于增材制造的变层厚剖分计算方法，通过实现变层厚打印，解决了被打印零件的打印机时过长、被打印零件占用的设备使用周期过长以及被打印零件的成形效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于增材制造的变层厚剖分计算方法，包括对零件进行预剖分，调用零件预剖分后的层轮廓信息以及层面积信息，计算每层轮廓与打印方向之间的夹角θ以及层与层之间的面积差值率b，然后将计算的θ值与b值与夹角角度阈值θ_i和面积差值率阈b_i进行比较，根据计算结果，对零件的不同高度区域进行不同层厚的打印。

本发明的特征还在于，

对零件进行预剖分具体为：

将被打印零件进行支撑添加，并生成零件的三维打印模型，然后将零件的三维打印模型进行预剖分处理。

根据零件的三维模型进行预剖分处理具体过程为：

将零件的三维模型进行默认厚度为C₀的预剖分处理，然后将预剖分处理得到的零件切片层信息进行保存。

调用零件预剖分后的层轮廓信息以及层面积信息，计算每层轮廓与打印方向之间的夹角θ以及层与层之间的面积差值率b，具体为：

步骤1，调用预剖分层信息，计算预剖分后每层零件的所有外表面与打印方向之间的夹角θ，每层求出的夹角数量m≥1，然后进行以下计算：求出任意层a的所有夹角中的最大值，作为当前层a的夹角θ_a，即θ_a＝max{θ₁,θ₂,…,θ_m}；依次类推，则得出预剖分零件所有层的夹角集合R＝{θ₁，θ₂，…,θ_n}，其中，n＝零件预剖分总层数；