[发明专利]一种无辅助支撑加工金属悬垂结构件的增材制造方法

权利要求书

1.一种无辅助支撑加工金属悬垂结构件的增材制造方法，其特征在于，

对于厚度超过5mm的厚壁零件，包括以下步骤：

（11）对三维金属悬垂结构件的模型数据进行分层切片和轮廓离散，得到金属悬垂结构件增材制造的内外轮廓数据；

（12）求出各个轮廓上数据点所对应位置处曲面的一条方向向上的切线，该点处轮廓曲面的切平面与过该点曲面法线的竖直面的交线即为所求切线；

（13）采取水平竖直交替分段的方法对工件模型内外轮廓数据进行分段；第一段为竖直方向，第二段为水平方向，如此交替直至整个工件模型分段完成；

（14）针对所采取的分段方法对内外轮廓数据进行坐标变换处理，以加工原点为中心，使各点的加工方向都旋转至竖直向上；

（15）根据处理后的三维数据信息对金属悬垂结构件进行路径规划和工艺参数设定，得到工件增材制造所需的位姿和工艺数据；加工扫描方式为光栅式往复直线扫描、扫描间距1mm、分层高度0.7mm、激光功率700w、扫描速度4mm/s、送粉速率3g/min、辅助气体0.6Mpa；

（16）将基底材料装夹固定在变位机上；

（17）喷嘴沿着X、Y、Z方向运动，变位机相应地转动改变工件位姿，第一段加工完成时，工件旋转90°，使第二段也转变成竖直方向加工，第二段加工完成后再反方向旋转90°，进行第三段的加工，在工件各分段加工过程中，使加工方向始终竖直向上，熔池状态趋近稳定，如此往复直到整个金属悬垂结构件的增材制造过程完成；

对于厚度不超过5mm的薄壁零件，包括以下步骤：

（21）对三维金属悬垂结构件的模型数据进行分层切片和轮廓离散，得到金属悬垂结构件增材制造的内外轮廓数据；

（22）求出各个轮廓上数据点所对应位置处曲面的一条方向向上的切线，该点处轮廓曲面的切平面与过该点曲面法线的竖直面的交线即为所求切线；

（23）采取适应工件形状分段的方法对工件模型内外轮廓数据进行分段；

（24）工件模型上各个位置点以切线方向为基准，以加工原点为中心，进行坐标变换，使每个位置处的切线都旋转为竖直向上，加工时不断调整工件姿态，使得加工方向沿着变换后的切线方向，即竖直向上加工；

（25）根据处理后的三维数据信息对金属悬垂结构件进行路径规划和工艺参数设定，得到工件增材制造所需的位姿和工艺数据；加工扫描方式为光栅式往复直线扫描、扫描间距1mm、分层高度0.7mm、激光功率700w、扫描速度4mm/s、送粉速率3g/min、辅助气体0.6Mpa；

（26）将基底材料装夹固定在变位机上；

（27）喷嘴沿着X、Y、Z方向运动，变位机相应地转动改变工件位姿，第一段加工完成时，工件旋转90°，激光头的方向始终和各点的切线方向保持一致，熔池处于稳定状态，如此往复直到整个金属悬垂结构件的增材制造过程完成。