[发明专利]一种增材制造打印中断故障处理方法、介质和设备

说明书

本发明涉及金属增材制造技术领域，公开了一种增材制造打印中断故障处理方法、介质和设备，该方法先：获取理论模型及打印中断前打印参数；再判断若中断时间超过中断阈值，则根据上述信息获取理论断层信息；然后根据理论断层信息，清除实际断层表面的粉料；获取实际断层信息与理论断层进行对比，获得二者横向偏移量；若最大横向偏移量≤壁厚公差α，按照理论模型重启打印；若壁厚公差α＜最大横向偏移量＜外形公差β，则以实际断层处为基础，建立随打印层数增加而与理论模型重合度提高的修正模型，按照修正模型打印零件，直至与理论模型重合后再按照理论模型打印零件；若最大横向偏移量＞外形公差β时，则暂不执行操作。

技术领域

本发明涉及金属增材制造技术领域，具体的说，是一种增材制造打印中断故障处理方法、介质和设备。

背景技术

金属增材制造技术采用计算机制图软件设计零件的三维模型，然后利用软件进行支撑条添加，分层切片为二维图形，通过激光束逐层融化粉末来进行激光烧结，层层堆叠，完成三维模型制造。

增材制造成型过程冶金和热物理过程十分复杂，涉及温度场、应力场、速度场等多物理量场耦合辅助过程，零件长期经历高能激光的周期性、剧烈、非稳态、循环加热和冷却等非平衡热力学过程，尺寸控制难度大。增材制造成形时，不可避免会因为设备故障、氧含量升高、氩气中断、停电等原因，造成打印过程中段。若打印中断时间过长，如超过1h，零件温度降低，在热应力、残余应力等的影响下，零件容易产生变形，尤其是对薄壁零件则更为明显。零件打印中断产生变形后，若采用原先的模型继续打印，则下方已打印的零件和后续打印的零件之间会产生一定程度的错位，当错位超过零件的厚度公差时，将造成零件打磨后厚度超薄，造成零件报废。请参阅图1所示的打印过程中断的薄壁零件，该零件的厚度为1mm，打印中断导致零件错位约为0.4mm，打磨后此处厚度仅为0.6mm，不符合零件厚度公差要求，零件无法使用。

因此，当增材制造打印长时间中断后，需采用一定的补救措施，避免零件因错位，导致零件厚度超薄，造成报废。

发明内容

本发明的目的在于针对上述缺陷提供一种增材制造打印中断故障处理方法、介质和设备，重启打印过程前，通过图像识别已成形零件的二维图形，并将其与理论模型进行比对，根据二者之间存在的差异在逐步修正后续打印模型，从而实现打印中断后的精确成形。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种增材制造打印中断故障处理方法，包括以下具体步骤：

S1：获取理论模型、中断层数、中断时间、中断阈值、壁厚公差α、外形公差β、打印层厚λ和支撑临界倾角δ；

S2：若中断时间超过中断阈值，则根据所述理论

模型、中断层数，获取理论断层信息；

S3：根据理论断层信息，清除实际断层表面的粉料；所述理论断层信息包括断层形状、尺寸和位置，因理论断层和实际断层的差距不会太大，所以可根据理论断层信息控制粉末吸收系统的吸粉口到达实际断层附近，对实际断层及附近0～10mm宽度范围内的粉末，吸收零件实际断层表面的粉末后将粉末送入粉末回收舱。

S4：获取实际断层信息，将所述实际断层与所述理论断层进行对比，并获得实际断层相对于所述理论对称的横向偏移量；

S5：重启打印前，若最大横向偏移量≤壁厚公差α，则以实际断层为基础按照理论模型重启打印；若壁厚公差α＜最大横向偏移量＜外形公差β，则以实际断层处为基础，建立随打印层数增加而与理论模型重合度提高的修正模型，按照修正模型重启打印，直至与理论模型重合后再按照理论模型打印零件；若最大横向偏移量＞外形公差β时，则暂不执行操作。

在其中一个实施例中，所述支撑临界倾角δ＝40°～50°。