[发明专利]一种增材制造技术制备倾斜面的表面形貌调控方法

权利要求书

1.一种增材制造技术制备倾斜面的表面形貌调控方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据零件的结构及倾斜面特征建立其三维模型；

步骤2：根据零件的三维模型设置初始制备轮廓，根据所述零件的结构功能分析、承载性能约束分析及应力特性分析对所述三维模型进行结构轻量化拓扑优化设计；

步骤3：从所述初始制备轮廓中获取预设倾斜面轮廓，并将所述预设倾斜面轮廓向所述初始制备轮廓中心平移预设距离后形成待加工倾斜面轮廓；

步骤4：根据所述待加工倾斜面轮廓在成型仓（1）内制备待成型倾斜面，还包括：

步骤41：对所述待加工倾斜面轮廓进行网格式切片，获取多个制备层；

步骤42：将每个所述制备层分解为多个分离的多边形；

步骤43：对每个所述多边形按照预设倾斜面轮廓进行分割，获得每个多边形的多个方形块；

步骤44：设定每个所述制备层对应的多个所述方形块的制备顺序，并根据所述制备顺序制备所述待成型倾斜面；

步骤5：利用喷涂装置对所述待成型倾斜面进行喷涂处理，直至喷涂的涂层与所述预设倾斜面轮廓重合，并通过表面检测装置对所述涂层进行检测；

所述表面检测装置包括：

图像采集器，所述图像采集器用于采集所述涂层的原始形貌图像；

处理器，所述处理器与所述图像采集器连接，用于将所述原始形貌图像等份分割为若干实际形貌图像区域，所述处理器还将所述预设倾斜面轮廓等份分割为若干预设形貌图像区域，所述处理器根据所述实际形貌图像区域与所述预设形貌图像区域计算所述原始形貌图像与所述预设倾斜面轮廓的相似度；

控制器，所述控制器分别与所述处理器、所述喷涂装置电性连接；

所述控制器基于所述处理器的计算结果控制所述喷涂装置工作，包括以下步骤：

步骤1：通过公式（1）计算第i个所述实际形貌图像区域与第i个所述预设形貌图像区域对比的匹配度：

（1）

其中，为第i个所述实际形貌图像区域与第i个所述预设形貌图像区域对比的匹配度，为第i个所述实际形貌图像区域的灰度值，为第i个所述预设形貌图像区域的灰度值，为常数，取2.72，为圆周率，取3.14，为误差因子，取值范围为0.5-1；

步骤2：基于步骤1的计算结果，通过公式（2）计算所述原始形貌图像与所述预设倾斜面轮廓的实际相似度：

（2）

其中，为所述原始形貌图像与所述预设倾斜面轮廓的相似度，为所述原始形貌图像中所述实际形貌图像区域的总数量，也为所述预设倾斜面轮廓中所述预设形貌图像区域的总数量；

步骤3：所述控制器将所述原始形貌图像与所述预设倾斜面轮廓的实际相似度与预设相似度进行比较，当所述实际相似度小于所述预设相似度时，所述控制器控制所述喷涂装置继续喷涂，当所述实际相似度等于或大于所述预设相似度时，所述控制器控制所述喷涂装置停止喷涂处理。

2.根据权利要求1所述的一种增材制造技术制备倾斜面的表面形貌调控方法，其特征在于，在步骤1中，根据三维建模软件绘制零件的三维模型，并生成STL格式文件。

3.根据权利要求1所述的一种增材制造技术制备倾斜面的表面形貌调控方法，其特征在于，所述成型仓（1）外部设置供气箱（2），所述供气箱（2）通过第一气管（3）与所述成型仓（1）连通，所述供气箱（2）向所述成型仓（1）内提供惰性保护气体。

4.根据权利要求1所述的一种增材制造技术制备倾斜面的表面形貌调控方法，其特征在于，所述成型仓（1）内设置升降柱（4），所述升降柱（4）底端与所述成型仓（1）内壁固定连接，所述升降柱（4）另一端设置升降台（5），所述升降台（5）上表面设置滑轨（6），所述滑轨（6）上滑动连接有滑块（7），所述滑块（7）上端设置工作台（8），所述滑轨（6）为方形滑轨、“田”字形滑轨或三角形滑轨。