3D打印金属激光选区熔化工艺前期数据处理过程

1.前期数据处理
1)三维模型设计
要想采用激光选区熔化方法加工出实体零件,首先要将产品数字化。激光加工技术目前主要有两种方法用来设计产品的三维模型:一是正向设计;二是逆向设计。

2)模型近似处理
产品的三维模型建立好之后,需要对模型进行近似处理,即采用一系列的三角面片来逼近模型,金属激光加工三角面片由垂直于该三角面片的法向量以及三个顶点坐标来确定。近似处理后,文件格式转变成STL格式。

3)添加支撑
在激光选区熔化成形过程中,金属粉末熔化成液体再凝固成固体时会产生收缩,严重时会现球化现象甚至翘曲变形,添加支撑是为了将零件固定住,防止其翘曲;同时,为了易于将零件从基板上取下来,一般在零件的最底端添加支撑。

4)分层处理
由于激光选区熔化是逐层累叠出实体零件,因此在前期数据处理时,需要对模型进行分层处理,以获得每一层的截面信息,具体分层厚度应综合考虑成形精度和效率,减小分层厚度,能提高精度,但会降低效率。分层处理在 Magics软件中进行,分层厚度一般在0.02~0.04mm之间,分层处理后零件的文件格式转化为CI格式。

5)路径规划

对零件模型进行分层处理后,还需要对每一层轮廓进行扫描路径规划。其提供的主要的扫描方式有“Z形扫描、¨S”形扫描、轮廓偏移扫描、正交扫描、层间错开扫描等。应根据零件的性能和要求选取合适的扫描方式,设置合适的扫描间距。路径规划后零件的文件格式转化为XDY格式。