[发明专利]带倾斜面的成形件及其成形方法

说明书

本发明的一个目的在于提供一种带倾斜面成形件的成形方法，提供了一种成形具有倾斜面结构零件的方法。本发明的另一个目的在于提供一种带倾斜面的成形件。成形方法包括：获得待成形零件的模型；对模型分层切片处理成为若干成形层；对每一成形层进行扫描路径规划。其中，对于构成倾斜面的多个成形层中具有悬空区域以及非悬空区域，边框扫描路径由第一路径以及第二路径组成，第一路径对应非悬空区域，第二路径对应悬空区域。根据倾角大小对第一路径、第二路径设定制备工艺参数，并根据已设定的制备工艺参数逐层打印。其中，第一路径制备工艺参数中的能量密度小于第二路径制备工艺参数中的能量密度。

技术领域

本发明涉及一种增材制造技术，尤其涉及一种带倾斜面的成形件及其成形方法。

背景技术

增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术作为一种新兴制造技术近年来发展迅猛，激光熔化沉积（Laser Melting Deposition，LMD）技术是在快速原型制造（RapidPrototyping，RP）基础上发展起来的一种先进的直接能量沉积增材制造技术，与传统的锻造-机械加工成形技术相比，具有：（1）材料利用率高，机加工量小；（2）生产过程工序少，工艺简单，具有较高的柔性和快速反应能力；（3）成形过程无需模具、生产制造成本低，周期短的工艺特点，能极大的满足高熔点、难加工、价格昂贵的金属材料的低成本制造，广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。

基于增材制造离散-堆积的技术原理，零件在倾斜结构位置需通过添加支撑才能实现逐层堆积，最终实现零件成形，这就限制了增材制造技术在复杂零件上的进一步应用。如激光熔化沉积等同轴送粉/送丝的激光熔化沉积技术也不例外，通过逐层累积近净成形零件。其在对具有倾斜面结构进行成形时，在分层切片后会产生没有支撑的悬空结构，因此，针对具有倾斜结构的零件，在倾斜结构下方无粉末、实体结构等支撑，若依靠自身逐层堆积的特点直接成形，仅能成形较小的倾斜角度，一般与沉积方向的倾斜角度不超过30°，若想成形具有更大倾斜角的倾斜结构，则需通过添加支撑等方式成形。

如公开号为CN106475561A，名称为“一种适用于倾斜悬垂薄壁结构的辅助支撑结构”的中国发明专利申请文件中公开了一种适用于倾斜悬垂薄壁结构的辅助支撑结构，其在悬垂端和成形基板间采用网格支撑，在悬垂薄壁结构背面采用薄片式实体支撑，且网格支撑与实体支撑固连形成整体；可避免悬垂部位出现翘曲变形及层间错位等缺陷。

然而添加上述支撑不仅增加了支撑添加和设计的模型处理时间，实体支撑的设计也会增加零件增材制造成形过程的时间成本。成形后支撑还需通过机加工的方式去除，造成了材料的极大浪费，零件加工的时间和成本也随之增加。

现有技术已有关于通过调节成形参数来获得具有倾斜面成形件的研究，如公开号为CN110696366A，名称为“一种增材制造技术成型倾斜面的表面形貌调控方法”的中国发明专利申请文件中记载了将成型零件进行了轴向梯度化和周向梯度化两个过程，并在成型时将不同部分配置不同的成型工艺参数，使得加工得到的零件表面形貌基本一致，不同倾角部分表面粗糙度差异小。

然而现有技术中仍缺少对于送粉/送丝增材制造工艺成形无支撑倾斜面结构的研究。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种带倾斜面成形件的成形方法，提供了一种无支撑结构成形具有倾斜面结构零件的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种带倾斜面的成形件，其通过前述方法成形。

为实现前述一个目的的带倾斜面成形件的成形方法，用于成形带倾斜面的成形件，所述倾斜面具有倾角，所述倾角为所述倾斜面与成形基板之间的夹角，所述夹角为锐角；

所述成形方法包括：

获得待成形零件的模型，所述模型具有至少一个倾斜面；

对所述模型沿垂直于沉积方向分层切片处理成为若干成形层；