[发明专利]一种通过3D打印技术分析断口微观表面形貌的方法及其应用

权利要求书

1.一种通过3D打印技术分析断口微观表面形貌的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：数据采集和存储

将显微镜结合电脑软件获取材料断口微观表面形貌的剖面线上各点的三维坐标值数据；

步骤2：坐标点逆向建模

将三维坐标值数据进行逆向坐标建模，以画出材料断口微观表面形貌的三维数据模型；

步骤3：3D打印实体模型

将三维数据模型利用3D打印机打印成材料断口微观表面形貌的实体模型；

步骤4：断口形貌分析

利用实体模型进行材料断口失效分析。

2.根据权利要求1所述的一种通过3D打印技术分析断口微观表面形貌的方法，其特征在于：所述步骤1具体操作如下：

步骤1.1：应用Leica数码显微镜DVM6,应用DVM6自带配置的LAS X软件，在环形光和同轴光协同照明下，获得材料断口微观表面形貌图片，

步骤1.2：在数码显微镜DVM6中倍镜下，采用最大物理像素，运用配置的LAS X软件在Z轴方向景深叠加，获取材料的3D断口微观表面形貌的图像；

步骤1.3：在LAS X软件的3D测量界面，将两种不同颜色的线条分别框选在测量材料断口3D形貌图的外侧，显示表面轮廓，获得材料断口3D组织形貌图；

步骤1.4：在LAS X软件的剖面线模块测量材料断口表面形貌高度差，获取断口表面形貌三维坐标点点云，获得彩色断口3D组织形貌，用不同颜色渲染显示材料断口微观表面形貌不同高度的图片；

步骤1.5：在软件上生成报表，以采集所有剖面线上点的坐标值。

3.根据权利要求1所述的一种通过3D打印技术分析断口微观表面形貌的方法，其特征在于：所述步骤2具体操作步骤如下：

步骤2.1：罗列出坐标点，形成一系列的点云；

步骤2.2：将所述点云，根据点的排列趋势拟合出曲面；

步骤2.3：将X轴的坐标间隔设置成20，X轴的单位与Y轴Z轴的单位相同，应用逆向坐标建模的方法，将已经采集的断口微观表面形貌的坐标点云转化成三维数据模型。

4.根据权利要求1所述的一种通过3D打印技术分析断口微观表面形貌的方法，其特征在于：所述步骤3具体操作步骤如下：

步骤3.1：选取激光选区烧结3D打印机；

步骤3.2：将建好的三维数据模型拷贝到连接3D打印机的电脑上；

步骤3.3：将三维数据模型转化成3D打印机识别的格式后设置打印参数；

步骤3.4：将设置好的三维数据模型进行分层，用3D打印机逐层累积增加打印，以形成材料断口微观表面形貌的实体模型。

5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的一种通过3D打印技术分析断口微观表面形貌的方法，其特征在于：所述材料为金属零件。

6.将上述任意一种权利要求所述的通过3D打印技术分析断口微观表面形貌的方法应用于材料断口的失效分析。