[发明专利]基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法

权利要求书

1.一种基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法，其特征在于：所述基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法包括以下步骤：

1)基于当前层各轮廓线段的角度信息以及角度临界值对轮廓扫描区域进行识别，将轮廓扫描区域分为增材区域、减材区域以及增减材复合区域；

2)根据步骤1)所识别的增材区域、减材区域以及增减材复合区域，确定扫描路径。

2.根据权利要求1所述的基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法，其特征在于：所述步骤1)具体是：

1.1)计算当前层各轮廓线段的角度信息；

1.2)根据步骤1.1)计算得到的角度信息以及待打印材料在打印过程中的角度临界值，将轮廓扫描区域分为增材区域、减材区域以及增减材复合区域。

3.根据权利要求2所述的基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法，其特征在于：所述步骤1.1)计算当前层各轮廓线段的角度信息包括：

通过计算与当前高度轮廓相关的三角面片和基材的角度得到与三角面片对应的当前高度的轮廓线段的角度信息；

或者，通过对比相邻层轮廓差异并结合分层层厚计算各轮廓线段的角度信息。

4.根据权利要求3所述的基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法，其特征在于：所述步骤1.2)中的待打印材料在打印过程中的角度临界值包括第一角度临界值和第二角度临界值，所述第一角度临界值是减材路径和增减材复合路径之间的临界角度值，所述第二角度临界值是增减材复合路径和增材路径之间的临界角度值。

5.根据权利要求4所述的基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法，其特征在于：确定所述第一角度临界值包括：

a)基于激光功率、扫描速率以及层厚参数确定待打印材料在打印过程中的熔池宽度width；

b)根据熔池宽度width和层厚thickness得到第一角度临界值，所述第一角度临界值angle的计算公式是：angle＝arctan(thickness/width)。

6.根据权利要求5所述的基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法，其特征在于：所述第二角度临界值是90°。

7.根据权利要求6所述的基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法，其特征在于：所述步骤1.2)中，当角度信息小于等于第一角度临界值时，对应的轮廓线段为减材区域；

当角度信息大于第一角度临界值并小于第二角度临界值时，对应的轮廓线段为增减材复合区域；

当角度信息大于等于第二角度临界值时，对应的轮廓线段为增材区域。

8.根据权利要求6所述的基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法，其特征在于：所述角度临界值的确定方式还包括：对待打印零件在打印过程中的角度临界值进行修正；

所述修正包括：

a)建立历史打印材料的角度临界值数据库，所述数据库存储各历史材料在各打印过程中的理论角度临界值以及实际打印过程中的优选角度临界值；

b)通过对历史打印材料的理论角度临界值和优选角度临界值的误差百分比进行最小二乘法估计，得到最优的误差百分比；

c)基于待打印材料在打印过程中的角度临界值，在所述最优的误差百分比的范围内修正，得到待打印材料实际打印过程中的优选角度临界值。

9.根据权利要求1-8任一项所述的基于增减材复合打印的轮廓扫描路径规划方法，其特征在于：所述步骤2)根据步骤1)所识别的增材区域、减材区域以及增减材复合区域，确定扫描路径包括：

当轮廓扫描区域是增材区域时，有且仅有增材激光扫描；

当轮廓扫描区域是减材区域时，有且仅有减材激光扫描；

当轮廓扫描区域是增减材复合区域时，增材激光扫描优先于减材激光扫描。