【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及3d打印方法，尤其涉及一种降低零件应力的高效打印方法。
技术介绍
1、激光选区熔化成形(slm)技术作为3d打印方向的重要分支，其采用专用切片软件将三维数字模型离散为二维平面几何图形，通过层层铺粉、烧结，循环往复直至零件成形。该技术可以有效实现复杂精密结构的近精成形，其作为一种加工制造方式，也存在一定的工艺局限性。通常，对于大尺寸零件(如水平方向连续长度尺寸大于200mm)，在成形过程中往往会因为应力较大导致产品翘曲、微裂纹，严重时会形成贯穿整个成形截面的撕裂，进而导致产品成形失败，尤其是对于高应力材料，如钛合金、沉淀硬化不锈钢等材质，成形过程中的超高温度梯度，使得零件热应力急剧增加，大大增大了变形开裂风险。
2、实际应用中，因零件尺寸较大，常规3d打印技术将零件按照特定的层厚进行切片，采用蛇形或弓字形方式填充扫描线，激光束根据每层切片数据，沿特定的扫描线进行逐行扫描，然而零件单一方向尺寸越长(尤其是连续实体)，则单一扫描线越长，虽然可以采用条带式进行划分，但条带长度不能有效拆分，致使激光束连续扫描路径及时间均大幅增加，大大增加了每条扫描线或条带的热输入，使连续扫描的区域温度不均性大幅增加，进而引起内应力的增加，若内应力或产品具备产生应力集中，使得其数值大于材料的抗拉强度，则会造成零件撕裂。此外，层层铺粉打印的技术特定，严重制约了3d打印技术在大尺寸零件的高效率成形及产品制备的一次成功率。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。
3、一种降低零件应力的高效打印方法，其包括如下步骤：步骤s1，将零件的三维数字模型导入3d打印专用切片软件；步骤s2，利用激光选区熔化成形切片软件按设定分层厚度d1将零件进行分层切片；步骤s3，针对单层切片进行区域划分后得到切片文件，划分方式包括：方式一：将单层切片区域划分成多个相间分布的多边形区域，每相邻两个多边形区域的相互平行的两个边线之间形成矩形区域，每个多边形区域内均布有填充线，相邻两个多边形区域内的填充线之间形成预设夹角a1，每个矩形区域内均布有沿该矩形区域宽度方向延伸的填充线，所述矩形区域内的填充线与所述多边形区域的边线相垂直；方式二：将单层切片区域划分成多个相间分布的长方形区域，相邻两个长方形区域的长度方向的夹角为90°，每个长方形区域内均布有填充线，相邻两个长方形区域内的填充线的夹角为90°，相邻两个长方形区域的间隙内均布有填充线，该间隙内的填充线与所述长方形区域的边线之间呈预设夹角a2；步骤s4，将所述切片文件导入激光选区熔化成形加工软件，程序设置后导入打印设备；步骤s5，所述打印设备执行打印任务：针对当前第n层，激光器按照方式一，只扫描所述多边形区域内部的填充线，扫描结束后，成形平台下降分层厚度d1；刮刀铺粉，针对第n+1层，激光器按照方式一，只扫描所述矩形区域内部的填充线，扫描结束后，成形平台下降分层厚度d1；刮刀铺粉，针对第n+2层，按照方式二，对所述长方形区域内部的填充线和间隙内的填充线均进行扫描；刮刀铺粉，针对第n+3层，激光器按照方式一，先令全部多边形区域相对第n层中的位置沿x方向移动距离m1:d1＜m1＜1.5l1，沿y方向移动距离n1：d1＜n1＜1.5l1，其中，d1是所述矩形区域的宽度，l1是所述多边形区域的边线长度；同时，所述多边形区域内部的填充线相对于第n层中所述多边形区域内部的填充线沿顺时针旋转角度β1：0°＜β1＜90°，之后激光器只扫描所述多边形区域内部的填充线，扫描结束后，成形平台下降分层厚度d1；刮刀铺粉，针对第n+4层，激光器按照方式一，先令全部矩形区域相对第n+1层中的位置沿x方向移动距离m1:d1＜m1＜1.5l1，沿y方向移动距离n1：d1＜n1＜1.5l1，其中，d1是所述矩形区域的宽度，l1是所述多边形区域的边线长度，之后激光器只扫描所述矩形区域内部的填充线，扫描结束后，成形平台下降分层厚度d1；刮刀铺粉，针对第n+5层，激光器按照方式二，先令全部长方形区域相对第n+2层中的位置沿x方向移动距离x1:t2＜x1＜w1，沿y方向移动距离n1：t1＜n1＜h1，其中，t2是相邻两个长方形区域的x方向的间隙宽度，w1是长方形区域的长度，t1是相邻两个长方形区域的y方向的间隙宽度，h1是长方形区域的宽度，同时，长方形区域的内部填充线相对第n+2层中长方形区域的内部填充线沿顺时针旋转角度β2：0°＜β2＜90°，之后，激光器对所述长方形区域内部的填充线和间隙内的填充线均进行扫描，扫描结束后，成形平台下降分层厚度d1；按照上述第n层至第n+5层的打印步骤重复执行，直至零件打印完成；步骤s6，打开舱门，上升打印平台，将零件从成形仓内取出，打印结束。
4、优选地，所述多边形区域为正三角形、正五边形或者正六边形区域。
5、优选地，所述步骤s3中，相邻两个多边形区域内的填充线之间的预设夹角a1为60°。
6、优选地，所述步骤s3中，间隙内的填充线与所述长方形区域的边线之间的预设夹角a2为0°＜α1＜90°。
7、优选地，所述步骤s5中，打印第n+2层时，先扫描所述长方形区域内平行于x方向的填充线，当前长方形区域内的填充线全部扫描后，激光器延时t1：t1＝0.001～1s，之后激光器开始扫描垂直于x方向的填充线，当前长方形区域内的填充线全部扫描后，激光器延时t2：t2＝0.001～1s。
8、优选地，所述步骤s5中，打印第n+5层时，先扫描所述长方形区域内平行于x方向的填充线，当前长方形区域内的填充线全部扫描后，激光器延时t1：t1＝0.001～1s，之后激光器开始扫描垂直于x方向的填充线，当前长方形区域内的填充线全部扫描后，激光器延时t2：t2＝0.001～1s。
9、优选地，所述步骤s5中，激光器打印功率为：100w～1000w，激光器扫描速度为：1000～7000mm/s，分层厚度d1为0.001～0.5mm，激光搭接距离为：0.001～1mm。
10、本专利技术公开的降低零件应力的高效打印方法，其相比现有技术而言的有益效果在于：本专利技术将传统的较大长度的扫描线或条带进行分解，具体分解为多个小尺寸区域，同时为避免扫描线相连，将各个小区域孤立，大幅度降低了扫描线段的长度，并且降低了激光器的连续热输入，使每个小区域的应力集中显著降低，进而减少变形开裂的风险。与此同时，每层扫描时只扫描特定区域的扫描线，并不将当前层所有扫描线完全扫描，每层相当于只成形一个微小零件，进一步降低了单位区域的热输入，以使内应力进一步降低，进一步地减少了变形开裂的风险以及节省了扫描时间，可显著提升成形效率。
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1.一种降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，所述多边形区域(1)为正三角形、正五边形或者正六边形区域。
3.如权利要求1所述的降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，所述步骤S3中，相邻两个多边形区域(1)内的填充线之间的预设夹角a1为60°。
4.如权利要求1所述的降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，所述步骤S3中，间隙内的填充线与所述长方形区域(3)的边线之间的预设夹角a2为0°＜α1＜90°。
5.如权利要求1所述的降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，所述步骤S5中，打印第N+2层时，先扫描所述长方形区域(3)内平行于X方向的填充线，当前长方形区域(3)内的填充线全部扫描后，激光器延时t1：t1＝0.001～1s，之后激光器开始扫描垂直于X方向的填充线，当前长方形区域(3)内的填充线全部扫描后，激光器延时t2：t2＝0.001～1s。
6.如权利要求1所述的降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，所述步骤S5中，打印第N+5层
7.如权利要求1所述的降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，所述步骤S5中，激光器打印功率为：100W～1000W，激光器扫描速度为：1000～7000mm/s，分层厚度d1为0.001～0.5mm，激光搭接距离为：0.001～1mm。
...【技术特征摘要】
1.一种降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，所述多边形区域(1)为正三角形、正五边形或者正六边形区域。
3.如权利要求1所述的降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，所述步骤s3中，相邻两个多边形区域(1)内的填充线之间的预设夹角a1为60°。
4.如权利要求1所述的降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，所述步骤s3中，间隙内的填充线与所述长方形区域(3)的边线之间的预设夹角a2为0°＜α1＜90°。
5.如权利要求1所述的降低零件应力的高效打印方法，其特征在于，所述步骤s5中，打印第n+2层时，先扫描所述长方形区域(3)内平行于x方向的填充线，当前长方形区域(3)内的填充线全部扫描后，激光器延时t1：t1＝0....
【专利技术属性】
技术研发人员：韩向阳，刘普祥，
申请(专利权)人：深圳市华阳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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