[发明专利]一种基于SLM增材制造技术的双激光搭接标定方法

说明书

本发明涉及一种基于SLM增材制造技术的双激光搭接标定方法，包括：1)设计2个标定模型和1个观察模型；2)将切片文件导入双激光SLM打印设备中，将原始双激光偏差设置中的参数均设置成0；设定打印时观察模型位于2个标定模型之间；3)采用双激光SLM打印设备同时打印2个标定模型及1个观察模型；4)第一版打印完成后，用肉眼查看观察模型是否有明显偏差；5)用千分尺分别测量X轴方向的边长和Y轴方向的边长；6)重复步骤3)～步骤5)，直到满足步骤5)中无需再次打印的条件。本发明用于采用不同金属粉末进行3D打印双激光SLM成形前，针对双激光搭接区域进行精度标定，保证大型打印试件在打印过程中双激光成形没有偏差。

技术领域

本发明涉及金属基3D打印成型领域，尤其涉及一种基于SLM增材制造技术的双激光搭接标定方法。

背景技术

金属3D打印技术通常是以金属粉末或金属丝材为原料，采用激光束、电子束、电弧等高能束作为能量源，以计算机三维CAD数据模型为基础，运用离散-堆积的原理，在软件与数控系统的控制下将原料熔化逐点、逐层堆积，从而实现金属构件的快速制造。

激光选区融化(SLM)技术是1995年由德国Fraunhofer激光研究所提出的，其利用激光将金属粉末融化冷却凝固成固态金属，可成形接近全致密的精细金属零件和模具，产品性能可达到同质锻件水平，标志着金属3D打印由快速成形进入快速制造阶段。随着3D打印技术的发展，成形使用的激光由单激光到双激光，乃至现在比较成熟的设备已经具备多激光同时作业的能力，不断提升打印成形的效率，缩短产品的生产周期。

公告号为CN110090956B的中国发明专利公开了一种“SLM设备多激光快速拼接方法”,其具体包括：根据设备拼接区域、精度需求制作标准图样；使用SLM设备双激光系统扫描标准图样；现场分析扫描成型的实物图样，并得到激光扫描坐标系几何偏差值；将偏差值输入SLM设备，调整激光扫描坐标；再次重新扫描标准图样，确定双激光调整完成；重复双激光调整，通过双激光快速拼接实现多个激光系统快速拼接。该方法可以现场获得激光器坐标系之间的精确几何偏差，不需要将图像发回专业设备所在地，实现了在设备调试现场高精度、快速完成多激光拼接。而本发明是针对双激光搭接配合区域尺寸偏差的调节，不是激光束本身的成像和误差校正，与上述快速拼接方法不同的是，本发明能够尽可能减少双激光各自的误差以及设备允许的成型最小尺寸公差限制，测量方便快捷，计算简单精确，并且可以直观看到搭接区域双激光调节后的成型效果。

发明内容

本发明提供了一种基于SLM增材制造技术的双激光搭接标定方法，用于采用不同金属粉末进行3D打印双激光SLM成形前，针对双激光搭接区域进行精度标定，保证大型打印试件在打印过程中双激光成形没有偏差。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种基于SLM增材制造技术的双激光搭接标定方法，包括如下步骤：

1)采用三维建模软件设计2个标定模型和1个观察模型，将模型文件导入双激光SLM打印设备的前处理软件中；根据打印材料设置打印参数，生成切片文件；2个标定模型均是由实体一和实体二组合形成的长方体结构，且尺寸完全相同，长方体结构的长度方向、宽度方向分别对应X轴方向及Y轴方向；实体一的横截面为L形，且包括标定模型中1条X轴方向的边及1条Y轴方向的边，剩余部分为实体二；所述观察模型为V字形结构；

2)将切片文件导入双激光SLM打印设备中，将原始双激光偏差设置中的参数均设置成0；设定打印时观察模型位于2个标定模型之间，且观察模型的一条直边垂直于2个标定模型的中心连线；

3)采用双激光SLM打印设备同时打印2个标定模型及1个观察模型；其中激光一用于打印实体一，激光二用于打印实体二，观察模型由激光一和激光二共同完成打印，扫描策略为每隔几层更换打印激光，共同打印的区域称为搭接区；

4)第一版打印完成后，用肉眼查看观察模型是否有明显偏差；