[发明专利]一种提高同步送粉增材制造成形精度的方法

说明书

一种提高同步送粉增材制造成形精度的方法，属于激光增材制造技术领域。所述提高同步送粉增材制造成形精度的方法，包括以下步骤：对三维模型设定层数、设定层厚m、设置生长方向、规划扫描路径和设置打印参数；进行同步送粉增材制造，采集熔池到激光测距仪的距离的数据b,通过计算得到c；对熔池到激光测距仪垂直距离c进行降噪处理；对降噪处理后的数据进行稀疏化处理；计算降噪与稀疏化处理后的数据到基材的实测高度与第N层理论高度的差值；比较第N层实测高度和第N+1层实测高度的差值与层厚的关系；比较第N+1层是否大于设定层数。所述提高同步送粉增材制造成形精度的方法，能够提高增材制造成形精度，减少成形过程中停机、修补次数，提高制造效率。

技术领域

本发明涉及激光增材制造技术领域，特别涉及一种提高同步送粉增材制造成形精度的方法。

背景技术

激光增材制造是以合金粉末为原料，通过高功率激光原位冶金融化快速凝固逐层堆积的一种兼顾精确成形和高性能成形需求的一体化技术。金属送粉激光增材制造技术根本上是激光熔覆沉积，在加工过程中利用同轴送料喷嘴将金属粉末同步运送至由激光束辐照形成的动态熔池中，完成金属粉末的熔化、凝固成形，该技术主要应用于复杂金属零件的快速制备以及工件表面改性以及修复。一方面，对于结构复杂的零件，传统的铸、锻等制造方式很难生产出来，即便可以，也存在着生产周期长、成本高、生产量难以提高等问题。利用金属送粉增材制造技术，可以大大缩短制造周期，降低成本，易于批量生产；另一方面，对于一些局部损坏的大型零件，尤其是航空、航天中的大型钛合金零件，如果重新生产，就会大大提高了生产成本，增长生产周期，难以保证按时完成生产任务。通过利用金属送粉激光增材制造技术，只需对破损部位进行局部修复，修复时间短并且修复完成后的零件性能完全符合生产标准，因此可以大大降低了生产成本，减少损失。现有的金属送粉激光增材制造技术存在的成形精度问题，包括应力变形、表面凹凸不平、塌边和熔合不良。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种提高同步送粉增材制造成形精度的方法，能够提高增材制造成形精度，减少成形过程中停机、修补次数，提高制造效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种提高同步送粉增材制造成形精度的方法，包括以下步骤：

步骤一、对待加工的零件进行三维建模；

步骤二、对三维模型设定层数、设定层厚m、设置生长方向、规划扫描路径和设置打印参数；

步骤三、进行同步送粉增材制造，在同步送粉增材制造过程中采集熔池到激光测距仪的距离的数据b,通过计算得到熔池到激光测距仪垂直距离c，其中，a为激光测距仪到同步送粉增材制造设备的激光送粉头的距离；

步骤四、对熔池到激光测距仪垂直距离c进行降噪处理，具体包括：

将“│c-理论值│2*阈值k”的所有点去除；

步骤五、对降噪处理后的数据进行稀疏化处理，具体包括：

步骤1、将降噪处理后得到的数据投影到第N层平面上，得到点云带P_i；

步骤2、以第N层扫描线L_N为基值，从第一点开始，求点云带P_i到L_N的距离，如果大于给定值，将此点去除，继续求下一个点，直到所有点全部完成，得到小于等于给定值的点P'₁、P'₂、P'₃、P'₄……，即点云带P'_i；

步骤3、以光斑尺寸为间距，从点云带P'_i起点开始将此间距的点求平均值，将点云带P'_i范围内所有点稀疏成一个新的点云带Q_i；