高熔点聚合物的加工方法及加工系统技术方案

本发明专利技术提供一种高熔点聚合物的加工方法及加工系统，其中，所述方法包括：获取具有完整特征的零件数字模型；去除所述零件数字模型中除中空或曲面薄壁之外的指定特征，并添加余量，形成毛坯数字模型；将所述毛坯数字模型导入指定分层软件，以形成所述毛坯数字模型对应的驱动数据；将所述驱动数据导入所述增材制造设备中，以基于所述毛坯数字模型制作三维实体毛坯；对所述三维实体毛坯进行机加工，以在所述三维实体毛坯中添加被去除的所述指定特征，形成包含完整特征的零件。本发明专利技术提供的技术方案，能够解决现有方法中加工成本高、生产周期长的制造问题。

Processing method and processing system of high melting point polymer

The present invention provides a processing method and processing system for high melting point polymers, in which the method includes: obtaining a digital model with complete features, removing the specified features except hollow or surface thin wall in the digital model of the part, and adding allowance to form a blank digital model; The model is introduced to the specified layered software to form the driving data corresponding to the blank digital model; the drive data is introduced into the material adding manufacturing device to make 3D solid blanks based on the blank digital model, and the three-dimensional entity blank is machined to add to the three dimensional entity blank. In addition to the specified characteristics, parts that contain complete features are formed. The technical proposal provided by the invention can solve the manufacturing problems with high processing cost and long production cycle in the existing method.

【技术实现步骤摘要】
高熔点聚合物的加工方法及加工系统
本专利技术涉及材料加工
，特别涉及高熔点聚合物的加工方法及加工系统。
技术介绍
对于具有中空结构或曲面薄壁零件的加工，可以采用传统的成形方式，如挤出成形、模压成形等，也可以采用机加工的方式切削成形，或者采用增材制造手段，如熔融沉积成形、选区激光烧结等方式直接成形。传统成形方式由于开模时间长、模具成本高，比较适合大规模、成熟产品的加工。对于处于原型设计阶段的产品或小批量、定制化类产品，将因此产生巨大的成本投入。利用数控加工的方式成形具有中空结构或曲面薄壁零件时，通常在一块能够覆盖零件最大外形轮廓的板材或棒材上，通过去除大量材料得到零件，有时，切削掉的材料质量甚至远超过零件本身的质量。对于昂贵材料，如植入级聚醚醚酮等，材料成本是限制产品发展的关键因素。利用增材制造技术直接成形具有中空结构或曲面薄壁零件，一方面没有模具成本，缩短了生产周期，另一方面避免了大量切削，提高了材料利用率。但针对一些高熔点聚合物，如聚醚醚酮，无论熔融沉积成形，或选择性激光烧结，零件成形精度仍强烈依赖于材料牌号、零件摆放位置、摆放方向、加热温度等参数，零件的整体精度不易控制，尤其难以保证细微结构特征的精度和强度。
技术实现思路
本专利技术提供一种高熔点聚合物的加工方法及加工系统，能够解决现有方法中加工成本高、生产周期长的制造问题。为实现上述目的，本申请提供一种高熔点聚合物的加工方法，所述方法包括：获取具有完整特征的零件数字模型；判断所述零件数字模型中是否存在除中空或曲面薄壁之外的指定特征；若存在，去除所述零件数字模型中除中空或曲面薄壁之外的指定特征，并添加余量，形成毛坯数字模型；将所述毛坯数字模型导入指定分层软件，以形成所述毛坯数字模型对应的驱动数据，所述驱动数据中至少包括扫描截面和打印参数；其中，所述驱动数据的数据格式与欲采用的增材制造设备相适配；将所述驱动数据导入所述增材制造设备中，以基于所述毛坯数字模型制作三维实体毛坯；对所述三维实体毛坯进行机加工，以在所述三维实体毛坯中添加被去除的所述指定特征，形成包含完整特征的零件。进一步地，所述方法还包括：若所述零件数字模型中不存在除中空或曲面薄壁之外的指定特征，仅在所述零件数字模型中添加余量，以形成所述毛坯数字模型。进一步地，将所述毛坯数字模型导入指定分层软件包括：按照以下公式对将要导入的所述毛坯数字模型进行定位及校准：其中，x(xt,yt,zt)表示t时刻毛坯数字模型导入的位置，xs表示在当前x坐标下，上一层的y坐标和z坐标，F为判断值，当进行毛坯数字模型导入时，若F值为0则可以导入，若F值不为0，则不能导入。进一步地，所述余量基于打印误差和机加工的切削余量确定；其中，所述打印误差为特定牌号的PEEK材料在特定增材制造设备下的打印尺寸误差，若尺寸收缩则记为正值，若尺寸膨胀则记为负值；所述机加工的切削余量记为正值，所述打印误差与所述机加工的切削余量之和为需添加到所述零件数字模型的轮廓的总余量。进一步地，所述零件数字模型为椎间融合器模型，所述椎间融合器采用的材料为植入级聚醚醚酮。进一步地，去除所述零件数字模型中除中空或曲面薄壁之外的指定特征包括：利用三维实体造型软件，去除所述椎间融合器模型中的锯齿结构及各安装定位结构；其中，当采用熔融沉积成形打印PEEKLT1时，所述椎间融合器模型产生预设收缩量范围的收缩，相应地，添加的因材料收缩需增加的加工余量，得到毛坯数字模型的外形尺寸。进一步地，基于所述毛坯数字模型制作三维实体毛坯包括：将所述驱动数据输入计算机，以驱动熔融沉积成形设备，并进行打印，得到打印完成的具有中空结构的毛坯；相应地，在所述三维实体毛坯中添加被去除的所述指定特征包括：对所述具有中空结构的毛坯进行机加工，以在所述毛坯上添加被去除的锯齿结构及定位结构。进一步地，所述零件数字模型为颅骨板模型或者颌面修复物模型，所述颅骨板或者颌面修复物采用的材料为植入级聚醚醚酮。进一步地，所述颅骨板模型中不存在除中空或曲面薄壁之外的指定特征，相应地，仅对所述颅骨板模型添加余量；其中，当采用选择性激光烧结打印PEEKLT1时，所述颅骨板模型产生预设收缩量范围的收缩，同时增加因材料收缩而需增加的加工余量，则所述颅骨板模型的轮廓向外偏置相应尺寸，以形成所述毛坯数字模型。进一步地，所述方法还包括：将所述毛坯数字模型导入分层软件，形成包含扫描截面和打印参数的驱动数据；将所述驱动数据导入计算机，驱动选择性激光烧结设备，进行打印，得到打印完成的颅骨板毛坯；对所述颅骨板毛坯进行机加工，修复不能精确打印的特征，并去除余量，得到包含完整特征的颅骨板。未实现上述目的，本申请还提供一种高熔点聚合物的加工系统，所述系统包括：零件数字模型获取单元，用于获取具有完整特征的零件数字模型；毛坯数字模型生成单元，用于判断所述零件数字模型中是否存在除中空或曲面薄壁之外的指定特征；若存在，去除所述零件数字模型中除中空或曲面薄壁之外的指定特征，并添加余量，形成毛坯数字模型；驱动数据生成单元，用于将所述毛坯数字模型导入指定分层软件，以形成所述毛坯数字模型对应的驱动数据，所述驱动数据中至少包括扫描截面和打印参数；其中，所述驱动数据的数据格式与欲采用的增材制造设备相适配；毛坯制作单元，用于将所述驱动数据导入所述增材制造设备中，以基于所述毛坯数字模型制作三维实体毛坯；零件制作单元，用于对所述三维实体毛坯进行机加工，以在所述三维实体毛坯中添加被去除的所述指定特征，形成包含完整特征的零件。本专利技术为具有中空结构或曲面薄壁零件，尤其针对贵重、高熔点聚合物，提出的利用增材制造技术成形毛坯，在机加工添加特征的加工方式，与传统的、单一加工方法相比，具有以下优点:(1)可降低生产成本，具体包括材料成本及模具成本，利用增材制造技术成形零件毛坯，无需模具，因此去除了模具成本，在毛坯的基础上进行机加工，仅需去除一定的加工余量，大大减小了切削掉材料的质量，降低了材料成本；(2)可缩短生产周期，该方法不涉及模具，因此去除了模具加工所占用的时间，无论是增材制造成形毛坯，还是机加工去除余量，都是一种相对快速的加工方式，因此产品生产速度得以提高；(3)保证了零件细微结构的精度及强度，由于针对高熔点聚合物的增材制造技术相对仍为不成熟的技术，本方法在增材制造成形的基础上增加机加工处理，对零件的精度和强度都是很好的提高。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术实施方式中高熔点聚合物的加工方法流程图；图2是椎间融合器的毛坯与完整特征零件示意图；图3是颅骨板的毛坯与完整特征零件示意图；图4是本专利技术实施方式中高熔点聚合物的加工系统的示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本申请提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高熔点聚合物的加工方法，其特征在于，所述方法包括：获取具有完整特征的零件数字模型；判断所述零件数字模型中是否存在除中空或曲面薄壁之外的指定特征；若存在，去除所述零件数字模型中除中空或曲面薄壁之外的指定特征，并添加余量，形成毛坯数字模型；将所述毛坯数字模型导入指定分层软件，以形成所述毛坯数字模型对应的驱动数据，所述驱动数据中至少包括扫描截面和打印参数；其中，所述驱动数据的数据格式与欲采用的增材制造设备相适配；将所述驱动数据导入所述增材制造设备中，以基于所述毛坯数字模型制作三维实体毛坯；对所述三维实体毛坯进行机加工，以在所述三维实体毛坯中添加被去除的所述指定特征，形成包含完整特征的零件。

【技术特征摘要】
1.一种高熔点聚合物的加工方法，其特征在于，所述方法包括：获取具有完整特征的零件数字模型；判断所述零件数字模型中是否存在除中空或曲面薄壁之外的指定特征；若存在，去除所述零件数字模型中除中空或曲面薄壁之外的指定特征，并添加余量，形成毛坯数字模型；将所述毛坯数字模型导入指定分层软件，以形成所述毛坯数字模型对应的驱动数据，所述驱动数据中至少包括扫描截面和打印参数；其中，所述驱动数据的数据格式与欲采用的增材制造设备相适配；将所述驱动数据导入所述增材制造设备中，以基于所述毛坯数字模型制作三维实体毛坯；对所述三维实体毛坯进行机加工，以在所述三维实体毛坯中添加被去除的所述指定特征，形成包含完整特征的零件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述零件数字模型中不存在除中空或曲面薄壁之外的指定特征，仅在所述零件数字模型中添加余量，以形成所述毛坯数字模型。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述毛坯数字模型导入指定分层软件包括：按照以下公式对将要导入的所述毛坯数字模型进行定位及校准：其中，x(xt,yt,zt)表示t时刻毛坯数字模型导入的位置，xs表示在当前x坐标下，上一层的y坐标和z坐标，F为判断值，当进行毛坯数字模型导入时，若F值为0则可以导入，若F值不为0，则不能导入。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述余量基于打印误差和机加工的切削余量确定；其中，所述打印误差为特定牌号的PEEK材料在特定增材制造设备下的打印尺寸误差，若尺寸收缩则记为正值，若尺寸膨胀则记为负值；所述机加工的切削余量记为正值，所述打印误差与所述机加工的切削余量之和为需添加到所述零件数字模型的轮廓的总余量；和/或所述零件数字模型为椎间融合器模型，所述椎间融合器采用的材料为植入级聚醚醚酮。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，去除所述零件数字模型中除中空或曲面薄壁之外的指定特征包括：利用三维实体造型软件，去除所述椎间融合器模型中的锯齿结构及各安装定位结构；其中，当采用熔融沉积成形打印PEEKLT1时，所述椎间融合器模型产生预设收缩量范围的收缩，相应地，添加因材料收缩而增加的加工余量，得到毛坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵继宗，赵峰，赵元力，叶迅，胡滨，胡立人，金朝亮，李元，王志斌，
申请(专利权)人：西安康拓医疗技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61