[发明专利]一种金属增材制造的线成型方法

权利要求书

1.一种金属增材制造的线成型方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)参数设定：首先应设定x向上的激光分束数量m；其次，根据成型零件所需的精度和形状条件设置原始激光束的光斑大小从而控制分束激光的光斑大小；最后，应根据不同的成型材料设置激光功率、线能量密度和扫描速度参数；

2)切片处理：将零件的可打印CAD模型导入到与打印设备配套的切片软件中，根据步骤1)设计好相应的参数后进行给定层厚的切片处理，在此假设切片方向为z轴方向，切片后即可得到z方向上的二维层面信息；

3)激光分束：在x方向上分束进行激光分束，原始激光束从增材制造设备的振镜中发出后经过x向点阵激光分束镜，分束数量为m束；

4)遮光：原始的激光束通过步骤2)的分束后形成一个激光线阵，而在成型不同路径时所需的线阵形状应该是不同的，此时就需要通过遮光器来控制相应的激光束通道的闭合；在成型零件时，根据步骤2)中切片后得到的z方向上的二维层面信息来控制遮光器上相应位置反光镜的角度从而激光束是通过还是被反射向光吸收单元；

5)零件成型：根据步骤1)中得到的切片文件可以获得相应的遮光控制信息，首先根据各层截面获得的遮光控制信息得到遮光器控制数据文件，数据文件内容为最简单的0/1编码，代表着遮光孔的开合；当开始零件成型时，控制器读取第一道路径的遮光器控制数据，根据0/1编码控制反光板的角度从而决定激光是通过遮光板或是被反射吸收；当第一道路径成型结束后，遮光控制器数据内存移动到第二道路径的遮光器控制数据进行读取，同样根据0/1编码控制激光是否通过遮光板，如此，不断重复执行该过程直至整个零件成型完成。

2.如权利要求1所述的一种金属增材制造的线成型方法，其特征在于，所述步骤5)中，针对成型精度要求较高，控制器数据文件内容不再仅是根据各层截面获得的遮光控制信息得到的简单的0/1编码，而是根据遮光控制信息和工艺参数设定得到的每个数据单元是8位甚至更高位的数据精度的二维矩阵数据文件，每个数据单元内存储的信息包含遮光孔的开合、激光功率、激光孔径和扫描速度；控制器根据这样的数据文件不再仅仅是控制遮光器的开合，同时根据成型零件不同位置的成型要求设定的相应工艺参数调整整个成型过程中的所有控制模块。

3.如权利要求1或2所述的一种金属增材制造的线成型方法，其特征在于，所述步骤4)中，通过遮光器来控制相应的激光束通道的闭合的过程如下：经过步骤2)得到激光线阵后通过遮光器，遮光器的结构为遮光板上有与激光线阵束相同的m个可控的反光镜，遮光器上的的孔径大小设置为分束激光的最大光斑的孔径大小。