[发明专利]一种用于激光熔覆3D打印转角优化的方法

说明书

本发明公开了一种用于激光熔覆3D打印转角优化的方法，包括获取原始Gcode代码；根据目标图形判断并对转角的顶点进行标注得到标注后的Gcode代码；找到路径中不连续的转角顶点并定位；获取转角顶点及其对应的路径信息并进行算法插补；生成优化后的Gcode代码文件从而完成用于激光熔覆3D打印的转角优化。本发明能够对模型中不同角度的结构实现精准重建，而且避免了速度改变过快造成送粉堆积的问题；因此，本发明方法适用于激光熔覆3D打印过程中转角打印，而且精度较高、可靠性较好。

技术领域

本发明属于3D打印领域，具体涉及一种用于激光熔覆3D打印转角优化的方法。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，3D打印技术已经逐步开始应用于人们的生产和生活当中，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。

在增材制造领域中，金属3D打印作为一种新型制造方式，越来越受到广泛认可，拥有可观的应用前景。现阶段研发的金属3D打印设备，借助后期加工过程，能够实现高效率、高精度的构建成型，为制造技术领域提供了有效的新途径，为航空航天、医疗设备、机械制造、电子信息等行业的发展起到了积极作用。在众多金属3D打印技术中，激光工程净化成型(LENS)，即激光熔覆技术，因其高精度、高成效的特点，在金属3D打印领域取得了很好的应用。激光熔覆技术的工作原理是：通过激光作用于喷嘴输送的粉末流，使粉末融化，即激光加热金属粉，熔融的粉末按照三维模型完成层层的三维重建。

传统激光熔覆3D打印设备是通过读取并执行打印模型生成的Gcode代码实现三维成型过程的；其中，Gcode代码中包含了行径信息(三维坐标及速度)、送粉参数、激光功率参数。然而传统激光熔覆3D打印设备是基于数控机床体系构建的，但是数控机床的运动控制系统在完成转角运动过程中存在一定问题：数控加工为了保证切削过程正常运行，在遇到转角位置时会改为以圆角方式进行过渡，而无法完成几何学中“角”的构建。实际模型中，不论是钝角还是锐角，都无法完成几何学中“角”结构特征的转角过程，进而造成无法对模型进行精准的重建复刻的问题，并且圆角的转角重建结果也会造成模型性能及结构稳定性的不良影响。同时，由于转角过程行径速度发生迅速变化，而转角速度和送粉量之间的关系无法协调，因此最终造成在转角位置出现过量堆积的情况。过量堆积造成同一层面高度不同或者局部变形，影响了成型精度；同时，遇到结构复杂的三维模型成型的情况，这种过量堆积会造成最终成型件变形的问题，也会对成型件各方面性能造成严重破坏。上述这些问题都严重制约了激光熔覆在实用领域中的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于激光熔覆3D打印过程中转角打印，而且精度较高、可靠性较好的用于激光熔覆3D打印转角优化的方法。

本发明提供的这种用于激光熔覆3D打印转角优化的方法，包括如下步骤：

S1.获取原始Gcode代码；

S2.根据目标图形，判断并对转角的顶点进行标注，得到标注后的Gcode代码；

S3.根据步骤S2得到的标注后的Gcode代码，找到路径中不连续的转角顶点，并定位；

S4.获取步骤S3定位得到的转角顶点及其对应的路径信息；

S5.对步骤S4获取的转角顶点及其对应的路径信息进行算法插补；

S6.根据步骤S5得到的插补后的转角顶点及其对应的路径信息，生成优化后的Gcode代码文件，从而完成用于激光熔覆3D打印的转角优化。

步骤S2所述的根据目标图形，判断并对转角的顶点进行标注，得到标注后的Gcode代码，具体为根据目标图形，主观判断是否需要对转角的顶点进行标注：若需要标注，则对原始Gcode代码进行手动编辑，在需要优化的转角顶点所在的行进行标注，得到标注后的Gcode代码；若不需要进行标注，则不标注，此时将原始Gcode代码作为标注后的Gcode代码。