【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光增材制造，具体而言涉及双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法。
技术介绍
1、在选择性激光熔化(slm)和电子束熔化(ebm)等粉末床熔融增材制造过程中，铺粉刮刀是保证打印质量的关键部件之一。目前常用的铺粉刮刀分为软刮刀和硬刮刀两种。软刮刀包容性强，制件易成形，可以包容局部细微翘曲变形；硬刮刀则可以保证更优质的制件成形质量，但容易受到零件变形的影响，制件轻微的翘曲变形就容易造成刮刀卡顿，设备停机导致制件报废。
2、因此，如何平衡软硬刮刀对铺粉层进行刮粉是非常必要的；如专利文献1所示，其方案设置了硬刮刀和软刮刀两种刮刀，并配合光栅尺对铺粉层的上方进行扫描，一旦光栅尺检测到铺粉层上方存在凸起物时，则使用软刮刀对当前铺粉层进行铺粉，然而，这种方案受制于光栅尺的检测精度，若形变产生的凸起物较小，光栅尺并不能准确捕捉，而当硬刮刀通过时会造成该处的缺陷加剧，也会使制造中止或制件报废。
3、现有技术文献：
4、专利文献1cn212072970u自动更换3d打印机刮刀的装置。
技术实现思路
1、针对现有技术中铺粉打印中存在的技术问题，本专利技术的第一方面提出双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，包括以下步骤：
2、采用硬刮刀在前、软刮刀在后的刮粉方式从第一层至第n层进行逐层的铺粉并烧结成型；
3、对于第i层的铺粉过程中，若硬刮刀在刮粉时的阻力小于预设值，则通过第一工艺完成第i层的铺粉和烧结；p>
4、对于第i层的铺粉过程中，若在某位置时硬刮刀的阻力大于预设值，则在当前位置以后仅使用软刮刀完成刮粉；在第i层铺粉结束后，获取当前铺粉层的图像，并根据图像中显示的缺陷类型，采用缺陷改善工艺对下一铺粉层进行铺粉和烧结，并在每次铺粉结束后，获取该铺粉层的图像，直至图像中不存在缺陷，采用第一工艺完成下一层的铺粉和烧结；
5、其中，所述第一工艺采用硬刮刀、软刮刀协同刮粉，供粉量为q，刮粉厚度为h，激光功率为w，所述缺陷改善工艺采用软刮刀刮粉，供粉量为a*q，刮粉厚度为a*h，激光功率为b*w，其中，a>＝1,b>＝1。
6、优选的，所述缺陷类型包括第一类型、第二类型和第三类型，所述缺陷改善工艺包括第二工艺和第三工艺；
7、第一类型为当前铺粉层的图像中不存在缺陷区域，对于第一类型，采用第一工艺完成下一层的铺粉和烧结；第二类型为当前铺粉层的图像中缺陷区域小于预设值，对于第二类型，通过第二工艺完成第i+1层的铺粉；第三类型为当前铺粉层的图像中缺陷区域大于预设值，对于第三类型，通过第三工艺完成第i+1层的铺粉和烧结；
8、通过第二工艺或第三工艺完成铺粉后，获取由第二工艺或第三工艺完成的铺粉层的图像，若图像属于第一类型，下一铺粉层采用第一工艺进行铺粉和烧结，若图像属于第二类型或第三类型，继续采用第二工艺或第三工艺对下一铺粉层进行铺粉和烧结，直至获取的铺粉层图像属于第一类型为止；
9、其中，第二工艺仅采用软刮刀刮粉，供粉量为q，刮粉厚度为h，激光功率为w，第三工艺仅采用软刮刀刮粉，供粉量q大于q，刮粉厚度h大于h，激光功率w大于w。
10、优选的，所述硬刮刀被设置为能在其受到的阻力大于预设值时脱离铺粉平面。
11、优选的，所述硬刮刀能被驱动沿铺粉面的垂直方向在第一位置和第二位置之间移动，当所述硬刮刀位于第一位置时，所述硬刮刀的下端面与所述铺粉面重合，当所述硬刮刀位于第二位置时，所述硬刮刀的下端面向上脱离所述铺粉面。
12、优选的，按照第一工艺对当前铺粉层进行刮粉时，实时监测硬刮刀受到的阻力f，当f大于预设压力值时立刻将硬刮刀由第一位置切换至第二位置，由软刮刀继续完成当前铺粉层的刮粉。
13、优选的，定义硬刮刀刮粉时所受到最大阻力为fm，所述预设压力值为110％fm。
14、优选的，当前铺粉层的缺陷类型与当前铺粉层图像中缺陷区域的数量和尺寸相关。
15、优选的，若当前铺粉层图像出现缺陷区域小于两个且每个缺陷区域的面积小于5mm2，属于第二类型，若当前铺粉层图像出现任意一个缺陷区域的面积大于5mm2，属于第三类型。
16、优选的，在第三工艺中，通过改变铺粉基板的移动量，使刮粉厚度发生变化，所述刮粉厚度h＝2h，供粉量q以及激光功率w根据刮粉厚度h调整。
17、优选的，通过在硬刮刀以及搭载硬刮刀的刮刀架之间设置压力传感器检测硬刮刀在刮粉过程中受到的阻力。
18、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
19、本申请通过软硬双刮刀的动态切换，能够在保证打印速度的同时，有效地改善打印制件的表面质量和精度，从而提高制件的良品率，通过对硬刮刀刮粉阻力进行监控的方式，能灵敏准确的反应出当前刮粉层是否有凸起物，并及时有效的实现软硬刮刀的动态切换，另外通过视觉检测及压力传感器双重确认，避免打印表面质量的误判，也为使用不同的工艺参数进行铺粉提供依据，使铺粉层中的凸起物逐渐得到改善，提高打印产品的质量和打印过程的稳定性。
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1.一种双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，其特征在于，所述缺陷类型包括第一类型、第二类型和第三类型，所述缺陷改善工艺包括第二工艺和第三工艺；
3.根据权利要求1所述的双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，其特征在于，所述硬刮刀被设置为能在其受到的阻力大于预设值时脱离铺粉平面。
4.根据权利要求1所述的双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，其特征在于，所述硬刮刀能被驱动沿铺粉面的垂直方向在第一位置和第二位置之间移动，当所述硬刮刀位于第一位置时，所述硬刮刀的下端面与所述铺粉面重合，当所述硬刮刀位于第二位置时，所述硬刮刀的下端面向上脱离所述铺粉面。
5.根据权利要求4所述的双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，其特征在于，按照第一工艺对当前铺粉层进行刮粉时，实时监测硬刮刀受到的阻力F，当F大于预设压力值时立刻将硬刮刀由第一位置切换至第二位置，由软刮刀继续完成当前铺粉层的刮粉。<...
【技术特征摘要】
1.一种双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，其特征在于，所述缺陷类型包括第一类型、第二类型和第三类型，所述缺陷改善工艺包括第二工艺和第三工艺；
3.根据权利要求1所述的双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，其特征在于，所述硬刮刀被设置为能在其受到的阻力大于预设值时脱离铺粉平面。
4.根据权利要求1所述的双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，其特征在于，所述硬刮刀能被驱动沿铺粉面的垂直方向在第一位置和第二位置之间移动，当所述硬刮刀位于第一位置时，所述硬刮刀的下端面与所述铺粉面重合，当所述硬刮刀位于第二位置时，所述硬刮刀的下端面向上脱离所述铺粉面。
5.根据权利要求4所述的双刮刀自动切换的缺陷识别及智能工艺调控增材制造方法，其特征在于，按照第一工艺对当前铺粉层进行刮粉时，实时监测硬刮刀受到的阻力f，当f大于预设压力值时立刻将硬刮刀由第一位置切换至第二位置，由软刮刀继续完成当前铺粉层的刮粉。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：邢月华，邢飞，唱丽丽，徐灵芝，张庆宇，申赛刚，
申请(专利权)人：苏州中科煜宸激光智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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