[发明专利]一种金属3D打印悬垂结构的成形工艺及切片方法

权利要求书

1.一种金属3D打印成形悬垂结构的工艺及切片方法，其特征在于，包括：

按预设打印层厚，利用切片软件对目标零件对应的零件模型进行分层切片，以获得所述零件模型对应的多层切片；

基于所述多层切片，获取相邻的上层切片与下层切片在坐标轴中X方向上的尺寸变化量dx以及Y方向上的尺寸变化量dy；

若dx和dy都小于等于零，则采用无支撑的方式3D打印所述目标零件；

若dx和dy都大于零，则判断dx和dy是否都大于a，若dx和dy都大于a，则采用添加支撑的方式3D打印所述目标零件；其中，a为不同打印材料在无支撑打印条件下对应的最大悬伸长度；

若dx和dy都小于a，则判断dx和dy是否都大于零且小于a/2，若判断为0dxa/2且0dya/2，则采用无过渡区切片扫描策略，按预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略；若判断为a/2dxa且a/2dya，则采用有过渡区切片扫描策略，按过渡区外的激光能量输入密度过渡区内的激光能量输入密度零件主体的激光能量输入密度的原则，调整过渡区内以及过渡区以外的预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略；

基于所述轮廓扫描路径填充策略，打印所述目标零件。

2.根据权利要求1所述的金属3D打印悬垂结构的成形工艺及切片方法，其特征在于，所述采用无过渡区切片扫描策略，按预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略，包括：

确定突显截面发生在第n层切片，其中，n为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，上层切片所在的层数，所述突显截面为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，由dx和dy组成的截面部分；

以所述第n层切片为界，将1至n-1层切片按预设角度α逐层旋转并以预设扫描参数进行扫描填充，获得1至n-1层的轮廓扫描路径填充策略；其中，预设角度α为25°～40°；

n层以后的切片按从原截面到突显截面的方向以交替变换扫描角度的方式进行扫描填充，当无过渡区时，维持所述预设扫描参数进行扫描填充，获得n层以后的轮廓扫描路径填充策略。

3.根据权利要求1所述的金属3D打印悬垂结构的成形工艺及切片方法，其特征在于，所述采用有过渡区切片扫描策略，按过渡区外的激光能量输入密度过渡区内的激光能量输入密度零件主体的激光能量输入密度的原则，调整过渡区内以及过渡区以外的预设扫描参数进行扫描，以获得扫描路径填充策略，包括：

确定突显截面发生在第n层切片，其中，n为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，上层切片所在的层数，所述突显截面为满足dx和dy都大于零的相邻两层切片中，由dx和dy组成的截面部分；

以所述第n层切片为界，将1至n-1层切片按预设角度α逐层旋转并以预设扫描参数进行扫描填充，获得1至n-1层的轮廓扫描路径填充策略，其中预设角度α为25°～40°；

将n层至n+(50～100)层切片按从原截面到突显截面的方向以交替变换扫描角度的方式进行扫描填充，当有过渡区时，确定所述过渡区范围，调整预设扫描参数，按过渡区的激光能量输入密度大于过渡区外的激光能量输入密度进行扫描填充，获得n层至n+(50～100)层的轮廓扫描路径填充策略；

将n+(50～100)层以后清除过渡区域，并按预设角度α逐层旋转并以预设扫描参数进行扫描填充，获得n+(50～100)层以后所有切片的廓扫描路径填充策略。

4.根据权利要求2或3中任一权利要求所述的金属3D打印悬垂结构的成形工艺及切片方法，其特征在于，所述将n层至n+(50～100)层切片按从原截面到突显截面的方向以交替变换扫描角度的方式进行扫描填充，包括：

任意相邻两层切片中，上层切片的扫描路径与下层切片的扫描路径呈夹角β；

其中，所述β为30°-40°。

5.根据权利要求4所述的金属3D打印悬垂结构的成形工艺及切片方法，其特征在于，所述夹角β为35°。

6.根据权利要求2或3中任一权利要求所述的金属3D打印悬垂结构的成形工艺及切片方法，所述预设扫描参数包括扫描间距、激光功率以及扫描速度。