[发明专利]一种复杂曲面零件的高精度3D打印修复方法

摘要

本发明提供一种复杂曲面零件的高精度3D打印修复方法，首先通过复杂曲面提取方法获得与待修复的复杂表面相一致的三维实体模型，然后通过3D打印设备打印零件缺损部分实体，最后通过改进的粘弹性磨粒流抛光系统将高含固量磨粒流直接输送到3D打印实体的密封腔体内抛光工件表面。本方法能精确得到被损伤零件复杂的修复表面，以及能获得高品质的3D打印产品的表面质量。

主权项

一种零件的3D打印修复方法，所述零件存在缺损部位，且缺损处形成有不规则的曲面，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)通过测量仪器扫描原始完整零件采集原始曲面模型数据；2)扫描零件缺损部分的不规则曲面，采用电流计在曲面外沿设置多个采样的定位点；3)根据如下公式计算曲面外沿各个定位点的距离函数值S:$S=\left\{\begin{array}{cc}\min \left(S_{x\min },S_{y\min },S_{z\min }\right)+k& \sqrt{{S_{x\min }}^2+{S_{y\min }}^2+{S_{z\min }}^2}\≥k\\ \frac{S_{x\min }+S_{y\min }+S_{z\min }+\sqrt{3k^2-\left({S_{x\min }}^2+{S_{y\min }}^2+{S_{z\min }}^2\right)}}{3}& \sqrt{{S_{x\min }}^2+{S_{y\min }}^2+{S_{z\min }}^2}\<k\end{array}\right.$其中，S_xmin表示定位点在x坐标上与其相邻的两个定位点间距离较小的距离值，S_ymin表示定位点在y坐标上与其相邻的两个定位点间距离较小的距离值，S_zmin表示定位点在z坐标上与其相邻的两个定位点间距离较小的距离值，k表示距离权值；4)将各个定位点的距离函数值由大至小依序排列，并根据如下公式将序列中距离函数值最小的定位点V更新为V':$\left\{\begin{array}{c}{x}^{\′}=\frac{x}{S}\\ y^{\′}=\frac{y}{S}\\ z^{\′}=\frac{z}{S}\end{array}\right.$其中，x，y，z分别为定位点V的三轴坐标值，x'，y'，z'分别为定位点V'的三轴坐标值；5)循环步骤3)‑4)直至不再出现新的定位点，通过循环更新替换过程，定位点从曲面的外沿往内延伸，最终由原始定位点及更新后的定位点采样得到完整的待修复曲面模型数据；6)将所述原始曲面模型数据与所述待修复曲面模型数据输入CAD/CAM软件中进行三维重构，然后输出零件缺损部分的三维模型数据，将三维模型数据输入3D打印设备中，最后得到零件的缺损部分的3D打印实体；7)将所述3D打印实体放入粘弹性磨粒流抛光系统进行抛光，当抛光结束后，取出工件，并擦拭干净。