[发明专利]一种粉末床增材制造嫁接打印装夹定位方法

说明书

本发明涉及增材制造技术领域，具体涉及一种粉末床增材制造嫁接打印装夹定位方法，包括：步骤1、将加工基底固定在成形平台的升降部上；成形平台上还设有参照部，参照部包括水平设置的成形平面，成形平面上设有基准坐标系，记为成形坐标系；步骤2、调整升降部的高度，使加工基底的顶面与成形平面位于同一高度；步骤3、采用增材制造设备顶部安装的相机拍摄待加工图像，待加工图像的内容包括加工基底顶面；步骤4、计算加工基底的顶面轮廓在成形坐标系中的位置信息；步骤5：将加工基底的顶面轮廓及其在成形坐标系中的位置信息导入切片软件。本方法能够在基于粉末床熔融成形增材制造嫁接打印时，保证增材制造部分模型的精准定位。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，具体涉及一种粉末床增材制造嫁接打印装夹定位方法。

背景技术

增材制造(Additive Manufacturing，AM)，俗称3D打印，是一种新兴的先进制造技术，具有数字化程度高、可成形复杂空间结构的优点。它融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。

粉末床熔融成形增材制造是增材制造技术中一种重要的工艺，主要包括激光选区熔化成形和电子束选区熔化成形，在医疗卫生、航空航天、工具模具等行业有重要的应用价值。然而，由于粉末床熔融成形增材制造的成形速度较慢，该工艺的成形效率还较低；同时，由于其原材料为粉末，成本较高。效率和成本方面的问题，严重阻碍了该工艺的推广应用。

为了缓解效率和成本问题，部分技术人员提出了基于粉末床熔融成形增材制造工艺的嫁接打印技术，该技术将待加工零件分为两部分，其中一部分没有复杂内部结构作为加工基底，另一部分则有复杂内部结构(如随行冷却流道)；将加工基底用传统的车铣刨磨等方式进行加工，由于这部分没有复杂的内部结构，能够快速、经济的加工出来；而有复杂内部结构的部分，则采用粉末床熔融成形增材制造工艺在加工基底的顶面上进行加工制造，这样，可以充分利用增材制造可成形复杂空间结构的能力。

上述嫁接技术若能够顺利实施，则既能够充分发挥粉末床熔融成形增材制造工艺的优势，又能够有效弥补其效率低和成本高的缺点，对于该工业的推广应用无疑具有重要的意义。然而在实际应用中，嫁接打印存在一个严重的问题，那就是如何对增材制造部分的模型进行定位，以确保增材制造的部分与机加工基体间具有准确的相对位置关系，使得最终制造出的零件具有正确的几何结构。如果增材制造部分的模型定位不够准确，即嫁接的打印部分的底面没有完全与加工基体的顶面重合，哪怕只有很小的误差，也会因为两部分的错位导致成形的工件不符合质量要求，不能投入工业使用。

因此，如何在基于粉末床熔融成形增材制造嫁接打印时，保证增材制造部分模型的精准定位，成为了目前的关键问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种粉末床增材制造嫁接打印装夹定位方法，能够在基于粉末床熔融成形增材制造嫁接打印时，保证增材制造部分模型的精准定位，使嫁接的打印部分的底面与加工基体的顶面完全重合，从而保证成形工件的良品率。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种粉末床增材制造嫁接打印装夹定位方法，包括以下步骤：

步骤1、将加工基底固定在成形平台的升降部上；成形平台上还设有参照部，参照部包括水平设置的成形平面，成形平面上设有成形坐标系，所述成形坐标系为成形平面在水平面上的基准坐标系；

步骤2、调整升降部的高度，使加工基底的顶面与成形平面位于同一高度；

步骤3、采用增材制造设备顶部安装的相机拍摄待加工图像，所述待加工图像的内容包括加工基底的顶面；

步骤4、计算加工基底的顶面轮廓在成形坐标系中的位置信息Λ；