[发明专利]一种激光复合轮廓扫描的3D打印方法

摘要

本发明公开了一种用于激光3D打印的激光复合轮廓扫描方法，在激光3D打印过程中通过利用激光光束光斑直径和能量密度的调整和变化，得到不同光束直径的光束，即高能量密度的小光斑光束；低能量密度的大光斑光束，对模型轮廓进行复合扫描，用低能量密度的大光斑实现轮廓扫描粘接固化，用高能量密度的小光斑实现轮廓扫描失效，最终完成满足尺寸精度和强度要求的壳型制作。

主权项

一种激光复合轮廓扫描的3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在计算机(1)上绘制零件三维CAD模型，使用切片软件对CAD模型进行切片，生成模型切片信息，得到每层CAD模型的二维轮廓，获取二维轮廓数据；2)处理CAD模型的二维轮廓数据，得到轮廓扫描粘接路径和轮廓扫描失效路径；在计算机(1)内设置粘接及失效过程中激光扫描的工艺参数；3)成型腔活塞(4)下降一层厚距离，铺粉系统(2)将覆膜砂(6)平铺在成型腔(10)内，完成铺粉过程；4)将步骤2)中得到的扫描粘接路径、扫描失效路径和工艺参数导入控制系统(11)中，控制系统(11)按扫描粘接路径，采用激光大光斑对覆膜砂(6)进行快速轮廓扫描，覆膜砂(6)受热固结，形成与每层二维轮廓一致的固结壳；控制系统(11)按扫描失效路径，采用激光小光斑对固结壳进行快速轮廓扫描，固结壳受热升温至失效温度以上失去固结性能，形成与每层二维轮廓相一致的失效分割线；所述的大光斑直径范围为2～12mm；小光斑直径范围为0.03～0.3mm；5)重复步骤3)及步骤4)，逐层加工完成整个CAD模型的轮廓扫描，完成打印过程；在成型腔(10)中得到尺寸略大于CAD模型的壳型件，失效分割线将壳型件分为残料壳(7)和有效壳(8)，其中，与CAD模型对应的实体有交集的为有效壳(8)，否则为残料壳(7)；6)清理壳型件外覆膜砂(6)残料，用原砂对壳型件进行包覆，再对包覆后的壳型件进行整体加热，冷却至室温后清除原砂，得到具有残料壳(7)的固结件；7)剥离固结件上的残料壳(7)，得到与CAD模型相一致的三维实体。