[发明专利]一种无辅助支撑加工金属悬垂结构件的增材制造方法

摘要

本发明公开了一种无辅助支撑加工金属悬垂结构件的增材制造方法，先对三维悬垂结构件的模型数据进行分层离散，得到悬垂结构件增材制造的内外轮廓数据，再对内外轮廓数据进行分段处理，使得增材制造过程在按每段数据加工时相对稳定；在加工过程中对工件进行平移或转动，使工件姿态不断变化，以保证悬垂结构的加工方向始终竖直向上，使熔池处于稳定状态，从而实现小倾角结构无支撑高质量的增材制造。本发明可实现金属悬垂结构件无辅助支撑状态下的增材制造，不需要设计悬垂结构的支架，直接对悬垂结构件进行增材制造，省却了去除支架的机加工过程，材料利用率和加工效率得到提高。

主权项

1.一种无辅助支撑加工金属悬垂结构件的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对三维悬垂结构件的模型数据进行分层离散，得到悬垂结构件增材制造的内外轮廓数据；2)根据三维悬垂结构件的是否具有曲面判断是进行边线延长还是求出曲面各个数据点所对应位置处曲面的一条方向向上的切线；3)根据悬垂结构件的形状复杂程度和所求切线方向的变化快慢两个因素，分别采取水平竖直交替分段和适应工件形状分段的两种方法对工件模型进行分段；4)针对所采取的分段方法对内外轮廓数据进行坐标变换处理，以加工原点为中心，使各点的加工方向都旋转至竖直向上；5)根据处理后的三维数据信息对悬垂结构件进行路径规划和工艺参数设定，得到工件增材制造所需的位姿和工艺数据；6)将基底材料装夹固定在变位机上；7)喷嘴沿着X、Y、Z方向运动，变位机相应地转动改变工件位姿，在工件各分段加工过程中，使加工方向始终竖直向上，熔池状态趋近稳定，直到整个悬垂结构件的增材制造过程完成。