[发明专利]一种控制金属零件增材制造热变形的扫描路径生成方法

摘要

本发明涉及一种控制金属零件增材制造热变形的扫描路径生成方法，属于增材制造技术领域。该方法包括以下步骤步骤一根据金属高能束增材制造的特点S0和零件的特征S1确定最小热变形的标准面积S2；步骤二对零件进行单层切片，获得平面轮廓S3；步骤三对于平面轮廓S3进行扫描路线生成，获得控制热变形的单层扫描路径S6；步骤四重复步骤二和步骤三，直到切片完成获得模型的扫描路径S8。本方法对高能束的输入热量进行均匀化控制，减少了金属增材制造过程中的成形零件的热致变形，能够很好的克服现有高能束增材制造技术无法对输入热量进行有效管理和控制的问题。

主权项

一种控制金属零件增材制造热变形的扫描路径生成方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：根据金属高能束增材制造的特点S0和零件的特征S1确定最小热变形的标准面积S2；步骤二：对零件进行单层切片，获得平面轮廓S3；步骤三：对于平面轮廓S3进行扫描路线生成，获得控制热变形的单层扫描路径S6；步骤四：重复步骤二和步骤三，直到切片完成获得模型的扫描路径S8；在步骤三中，平面轮廓扫描路线生成具体包括以下步骤：1） 根据轮廓的几何特征进行拓扑分类，建立多叉树层次数据结构S4，来表征轮廓的拓扑结构；2） 根据数据结构层次的奇偶性将轮廓分解为由一个外环与零个或多个内环构成的、具有简单拓扑的几何集S5；3） 对于S5中的几何元素，如果：a）几何元素的面积小于标准面积，采用偏置的方法生成扫描路径；b）几何元素的面积大于标准面积，且没有面积远小于标准面积的内环，那么通过逐步消除内环个数的方式来对几何元素进行等标准面积分块，并对分块生成与水平方向成随机夹角平行扫描路径；c）面积大于标准面积，且具有面积远小于标准面积的内环，那么先去掉这些内环按b）描述的方式生成扫描路径，之后去掉位于这些内环内的扫描路径；4） 对S5中的所有几何元素都按照步骤3）中的方法处理，最终获得单层扫描路径S6。