[发明专利]基于柱坐标的泡沫塑料三维快速成形方法及装置

权利要求书

1.一种基于柱坐标的泡沫塑料三维快速成形方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)根据零件形状特征，生成加工旋转轴P，建立坐标原点o在旋转轴P上的柱坐标系统，将零件的直角坐标系CAD模型转换成柱坐标系下的模型；

(2)按照定角度或定厚度分层加工方式将零件的STL文件格式模型切分生成多层加工轮廓数据；

(3)根据定角度或定厚度切层轮廓数据，将泡沫塑料坯件夹持在过旋转轴P的坯料固定、旋转机构上，利用计算机进行控制，通过电热刀X、Y二维平面运动和坯件绕旋转轴P运动相配合，定角度或定厚度逐层切割泡沫塑料，一次完成三维零件整体成形；

步骤(2)中，所述的定角度分层加工方式将零件的STL文件格式模型切分生成多层加工轮廓数据的具体方法是：以过零件旋转轴线的平面与零件的STL文件格式模型的三角面片相求交，得到第一个切层轮廓；在切层轮廓获得后，将模型绕旋转轴线旋转分层定角度θ度，重复过零件旋转轴线的平面与STL文件格式模型的三角面片求交过程，得到下一切层轮廓；如此重复n次，n＝180/θ，得到零件的所有定角度切层轮廓数据；所述定厚度分层加工方式将零件的STL文件格式模型切分生成多层加工轮廓数据的具体方法是：以一定层厚度d为间隔的一系列垂直于水平旋转轴的平面与零件的STL文件格式模型求交，得到一组平行的定厚度切层轮廓数据。

2.如权利要求1所述的基于柱坐标的泡沫塑料三维快速成形方法，其特征在于，所述定角度逐层切割泡沫塑料的具体方法是：

1)竖直导轨随水平滑动小车X向水平运动，固定支架带动电热刀Y向竖直运动，使电热刀在电热刀和旋转轴构成的平面内沿切层轮廓路径运动切割坯料，完成一层轮廓的非接触加工；

2)当一层轮廓加工完毕，水平回转电机控制坯料旋转一个分层角度θ；

3)重复步骤1)，电热刀进行下一层轮廓加工，如此重复，当坯料旋转360度后，零件即加工完毕。

3.如权利要求1所述的基于柱坐标的泡沫塑料三维快速成形方法，其特征在于，所述定厚度逐层切割泡沫塑料的具体方法是：

1)固定支架带动电热刀Y方向竖直运动，同时水平回转电机控制坯料绕旋转轴P匀速旋转，使电热刀在垂直于水平旋转轴的平面内沿切层轮廓路径运动切割坯料，完成一层轮廓的非接触加工；

2)当一层轮廓加工完毕，竖直导轨随水平滑动小车X向水平移动一个层厚d的距离；

3)重复步骤1)，电热刀进行下一层轮廓加工，如此重复直到零件加工完毕。