[发明专利]一种适用于增材制造的工艺模型构建方法

说明书

本发明公开了一种适用于增材制造的工艺模型构建方法的初始几何模型，具体包括如下过程：步骤1，设定设计三维模型的质量要求参数，质量要求参数具体为：表面粗糙度R_a、平面度c、圆度e；步骤2，通过特定映射关系将步骤1设定的质量要求参数映射为颜色信息；步骤3，将步骤2获得的颜色信息在三维模型上进行填充，得到工艺模型。本发明提供的方法可以使得增强现有工艺模型与设计模型之间、工艺几何信息与非几何信息之间的关联性，提高成型质量的稳定性。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，涉及一种适用于增材制造的工艺模型构建方法。

背景技术

熔融沉积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后，机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层，直至形成整个实体造型。

相比传统制造成型技术而言，熔融沉积技术是依靠三维数据驱动，三维模型的设计成为增材制造技术中不可或缺的一个环节，但是目前增材制造只能依据三维模型的几何信息进行加工，容易出现成型质量精度不易控制，不能将产品按相关的设计满足客户的需求等问题，同时工艺模型与设计模型之间、工艺几何信息与非几何信息之间、装配工艺与零件工艺之间、工艺模型与工艺资源之间的关联性较弱，大部分数据相对独立且分散，不能够被现有的3D打印系统识别，数据孤岛大量存在，难以将工艺过程中所需要的制造信息有效的传递下去,从而限制了其广泛的应用。

为了保证成型质量的稳定性，将设计模型的质量要求信息，包含粗糙度Ra、平面度C、圆度e映射到传统几何模型，拓展为可被设备直接识别的工艺模型，提高独立、分散数据传递的有效性，确保成型质量，并提高成型稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于增材制造的工艺模型构建方法，可以使得增强现有工艺模型与设计模型之间、工艺几何信息与非几何信息之间的关联性，提高成型质量的稳定性。

本发明所采用的技术方案是，一种适用于增材制造的工艺模型构建方法，具体包括如下过程：

步骤1，设定设计三维模型的质量要求参数，质量要求参数具体为：表面粗糙度R_a、平面度c、圆度e；

步骤2，通过特定映射关系将步骤1设定的质量要求参数映射为颜色信息；

步骤3，将步骤2获得的颜色信息在三维模型上进行填充，得到工艺模型。

本发明的特点还在于，

其中步骤1中质量要求参数的范围为：c≤5mm，e≤600，R_a≤150。

其中步骤2的具体过程如下：

步骤2.1，通过如下公式(1)将设定的设计三维模型的质量要求参数—平面度c映射为颜色填充色度R：

步骤2.2，通过如下公式(2)将设定的设计三维模型的质量要求参数—圆度e映射为颜色填充色度G：

步骤2.3，将设定的设计三维模型的质量要求参数—表面粗糙度R_a映射为颜色填充色度B，其具体映射关系如下：

当设定表面粗糙度参数R_a≤50时，通过公式(3)得到颜色填充色度B：

其中，m表示表面粗糙度等级；

当设定表面粗糙度参数50≤R_a≤150时，通过公式(4)得到颜色填充色度B：