[发明专利]一种3D打印模具的自动嫁接打印方法

说明书

本发明涉及一种3D打印模具的自动嫁接打印方法，属于3D打印技术领域。本发明首先通过加工嫁接底板，在嫁接底板上设置三个定位圆柱并以三个定位圆柱的圆心建立一个底板直角坐标系；然后实现底板坐标系、振镜坐标系与数据坐标系的统一；再通过外置的嫁接测量单元生成基座坐标以及角度值；根据测量的坐标和角度值移动打印数据，最终实现了自动嫁接打印。本发明采用外置的嫁接测量单元，保证了用于图像识别的光学系统的选型不受限制，更容易实现高精度的测量。相比于嵌入式的方式，外置的嫁接单元可多台3D打印设备共用，可以降低整体成本；通过本发明设备无需停机完成繁琐的嫁接对准工作，可大幅度的提高设备利用率。

技术领域

本发明涉及一种3D打印模具的自动嫁接打印方法，属于3D打印技术领域。

背景技术

3D打印技术作为一种新的材料加工工艺，其融合了计算机三维辅助设计、数控技术、激光加工、材料科学等多个学科的先进技术。与传统制造生产方式相比，3D打印技术在生产周期、设计灵活性、定制化等多方面具有优势。目前金属3D打印技术中的激光选区熔化工艺(SLM)在模具中的应用已逐渐展开。采用SLM技术可根据产品的外形特点在模具内部构建复杂的随形水路，以提高热交换效率，进而提高生产效率和产品质量。现有技术中为了降低3D打印模具的成本，往往使用“嫁接打印”的方式，即采用传统机加工工艺加工出结构简单的“基座”，在此“基座”上再通过3D打印，打印出上部结构复杂的部分，这种结合传统加工工艺和3D打印工艺的方式称之为“嫁接打印”。目前行业内普遍使用手工嫁接方法，即在基座上打印首层数据的轮廓，凭借肉眼判断打印的轮廓与实际基座轮廓的距离以及角度，然后更改数据位置，重复打印，通过多次反复移动数据位置，最终实现数据和基座的对准。这种方式效率低、精度差，难以满足批量稳定化生产的需要。

中国专利，专利号CN112170836A提出了一种自动嫁接的方法，通过图像处理技术，意图实现自动嫁接的效果。但仍然存在以下几个方面的问题：1.嫁接打印过程中，仍需要反复多次拍摄铺粉图和基座图，操作繁琐，效率不高。2.拍照模块嵌入到3D打印设备中，受限于安装位置和工作距离的影响，难以兼顾拍摄精度和大视场，最终导致嫁接精度和稳定性不够。3.每台设备都需要独立的嫁接模块，成本较高。所以，本技术领域亟需解决嫁接打印时，如何提高嫁接对准的精度以及实现快速嫁接提高嫁接效率的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为解决嫁接打印时，如何提高嫁接对准的精度以及实现快速嫁接提高嫁接效率的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种3D打印模具的自动嫁接打印方法，包括以下步骤：

步骤1：加工嫁接底板；嫁接底板靠近打印头的一面设有三个定位圆柱，三个定位圆柱上端面的圆心设为一虚拟直角三角形的三个顶点；以三个定位圆柱的圆心建立一个底板直角坐标系；

步骤2：标定坐标系；对设备的振镜进行校正，以定位圆柱上端面的平面作为工作面，打印与定位圆柱相同位置、同等大小的圆柱形；通过振镜的中心点以及对振镜扫描场的角度进行调节实现打印的圆柱体位置与实际定位圆柱位置一致；至此实现数据坐标系、振镜坐标系和底板坐标系的统一；

步骤3：固定基座；将待嫁接打印的基座固定于底板上；

步骤4：测量基座坐标；在外置的嫁接测量单元上，通过光学影像测量的方法，测得每一个基座的顶面的中心坐标，以及水路孔中心连线与底板直角坐标系X轴方向的夹角，并生成坐标文件；

步骤5：移动数据坐标；将步骤4中获得的基座顶面的坐标文件导入数据前处理软件，移动打印部分的数据位置，实现打印数据的底面与基座顶面坐标的统一；通过数据处理软件，生成打印数据并发送至3D打印设备；

步骤6：开始打印；将固定有基座的嫁接底板放置于设备中，锁紧嫁接底板，调整好打印平面高度，然后在铺粉、洗气后完成可直接进行打印。

优选地，所述步骤1中定位圆柱垂直于嫁接底板的板面。