[发明专利]高熔点聚合物的加工方法及加工系统

说明书

本发明提供一种高熔点聚合物的加工方法及加工系统，其中，所述方法包括：获取具有完整特征的零件数字模型；去除所述零件数字模型中除中空或曲面薄壁之外的指定特征，并添加余量，形成毛坯数字模型；将所述毛坯数字模型导入指定分层软件，以形成所述毛坯数字模型对应的驱动数据；将所述驱动数据导入所述增材制造设备中，以基于所述毛坯数字模型制作三维实体毛坯；对所述三维实体毛坯进行机加工，以在所述三维实体毛坯中添加被去除的所述指定特征，形成包含完整特征的零件。本发明提供的技术方案，能够解决现有方法中加工成本高、生产周期长的制造问题。

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，特别涉及高熔点聚合物的加工方法及加工系统。

背景技术

对于具有中空结构或曲面薄壁零件的加工，可以采用传统的成形方式，如挤出成形、模压成形等，也可以采用机加工的方式切削成形，或者采用增材制造手段，如熔融沉积成形、选区激光烧结等方式直接成形。

传统成形方式由于开模时间长、模具成本高，比较适合大规模、成熟产品的加工。对于处于原型设计阶段的产品或小批量、定制化类产品，将因此产生巨大的成本投入。

利用数控加工的方式成形具有中空结构或曲面薄壁零件时，通常在一块能够覆盖零件最大外形轮廓的板材或棒材上，通过去除大量材料得到零件，有时，切削掉的材料质量甚至远超过零件本身的质量。对于昂贵材料，如植入级聚醚醚酮等，材料成本是限制产品发展的关键因素。

利用增材制造技术直接成形具有中空结构或曲面薄壁零件，一方面没有模具成本，缩短了生产周期，另一方面避免了大量切削，提高了材料利用率。但针对一些高熔点聚合物，如聚醚醚酮，无论熔融沉积成形，或选择性激光烧结，零件成形精度仍强烈依赖于材料牌号、零件摆放位置、摆放方向、加热温度等参数，零件的整体精度不易控制，尤其难以保证细微结构特征的精度和强度。

发明内容

本发明提供一种高熔点聚合物的加工方法及加工系统，能够解决现有方法中加工成本高、生产周期长的制造问题。

为实现上述目的，本申请提供一种高熔点聚合物的加工方法，所述方法包括：获取具有完整特征的零件数字模型；判断所述零件数字模型中是否存在除中空或曲面薄壁之外的指定特征；若存在，去除所述零件数字模型中除中空或曲面薄壁之外的指定特征，并添加余量，形成毛坯数字模型；将所述毛坯数字模型导入指定分层软件，以形成所述毛坯数字模型对应的驱动数据，所述驱动数据中至少包括扫描截面和打印参数；其中，所述驱动数据的数据格式与欲采用的增材制造设备相适配；将所述驱动数据导入所述增材制造设备中，以基于所述毛坯数字模型制作三维实体毛坯；对所述三维实体毛坯进行机加工，以在所述三维实体毛坯中添加被去除的所述指定特征，形成包含完整特征的零件。

进一步地，所述方法还包括：若所述零件数字模型中不存在除中空或曲面薄壁之外的指定特征，仅在所述零件数字模型中添加余量，以形成所述毛坯数字模型。

进一步地，将所述毛坯数字模型导入指定分层软件包括：

按照以下公式对将要导入的所述毛坯数字模型进行定位及校准：

其中，x(x_t,y_t,z_t)表示t时刻毛坯数字模型导入的位置，x_s表示在当前x坐标下，上一层的y坐标和z坐标，F为判断值，当进行毛坯数字模型导入时，若F值为0则可以导入，若F值不为0，则不能导入。

进一步地，所述余量基于打印误差和机加工的切削余量确定；其中，所述打印误差为特定牌号的PEEK材料在特定增材制造设备下的打印尺寸误差，若尺寸收缩则记为正值，若尺寸膨胀则记为负值；所述机加工的切削余量记为正值，所述打印误差与所述机加工的切削余量之和为需添加到所述零件数字模型的轮廓的总余量。