基于LPBF的模具嫁接打印方法与流程

本发明涉及3d打印，具体涉及一种基于lpbf的模具嫁接打印方法。

背景技术：

1、3d打印是采用逐层堆叠的方式进行实物加工的一种快速制造技术，其在产品研发、复杂结构、一体化、轻量化等方面的应用具有传统加工难以企及的优势，应用前景广阔。其中，lpbf(激光粉末床融化)打印技术是3d打印技术中主流的技术之一。尽管3d打印在随形流道加工方面具有显著优势，但其加工效率低，消耗较高。为了降低消耗，提高效率，通常采用嫁接的方式进行打印加工，即将模具结构简单的部分(基座)采用传统加工方法制造，然后在基座上采用3d打印技术成形出具有复杂内流道的部分(零件)。

2、目前，嫁接打印都需要对基座和待加工的模型进行对齐，通常采用人工对齐和自动对齐两种方式。人工对齐方法相对简单，对软硬件设施没有额外要求，但通常需要对数据进行多次调整，降低了嫁接加工前期准备效率，难以满足日益增长的嫁接打印应用需求；而自动对齐方式则是通过具有定位功能的特制底板，或通过图像采集分析系统，得到基座的位置数据，再根据该数据调整零件模型数据，实现对齐。这种方式相比于人工对齐的优势在于，无需人工调整零件模型，自动化程度较高，但需要特制的底板、配套相应的视觉系统、额外的扫描场坐标与基板标识物坐标对齐校准等配套的软硬件设备和步骤，增加了前期投入。

3、因此，为解决自动对齐方式中模具打印投入消耗过高的问题，需要一种基于lpbf的模具嫁接打印方法，无需进行额外的扫描场对齐及更多的软硬件系统投入，操作简单可靠，灵活高效。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供基于lpbf的模具嫁接打印方法，无需进行额外的扫描场对齐及更多的软硬件系统投入，操作简单可靠，灵活高效。

2、本发明的基于lpbf的模具嫁接打印方法，包括如下步骤：

3、s1.对基座模型与零件模型进行位置对齐；

4、s2.获取基座模型的首层轮廓信息以及零件模型的首层轮廓信息；

5、s3.将基板设置到打印设备上，并将基板上表面调节至工作平面；

6、s4.将基座模型的首层轮廓打印到基板上表面，得到第一轮廓线；

7、s5.按照基座模型，加工生成基座，将基座设置到基板上，调整基座的位置，使得基座的底部轮廓与第一轮廓线对齐，并固定基座；

8、s6.将基座上表面调节至工作平面；

9、s7.将零件模型的首层轮廓打印到基座上表面，得到第二轮廓线；

10、s8.判断第二轮廓线是否与基座上表面的轮廓对齐，若是，则对零件模型进行加工，生成零件；若否，则调整零件模型，得到零件模型新的首层轮廓信息，返回步骤s7。

11、进一步，对基座模型与零件模型进行位置对齐，具体包括：

12、将基座模型的z方向坐标设置为0，保持z向位置不变，在打印设备加工幅面内平移基座模型，放置在期望的加工位置；然后将零件模型的底面与基座模型顶面进行对齐，最后将零件模型的z方向坐标设置为0；其中，所述z方向为基座模型顶面指向零件模型底面的方向。

13、进一步，获取基座模型的首层轮廓信息以及零件模型的首层轮廓信息，具体包括：

14、对基座模型与零件模型进行切片处理，得到基座模型切片数据以及零件模型切片数据；

15、对基座模型切片数据进行数据处理，得到基座模型的首层轮廓信息；

16、对零件模型切片数据进行数据处理，得到零件模型的首层轮廓信息。

17、进一步，所述工作平面为加工过程中，打印设备的刮刀铺平粉末后所得的粉末平面。

18、进一步，调整基座的位置，使得基座的底部轮廓与第一轮廓线对齐，具体包括：调整基座的位置，使基座的底部刚好完全覆盖住第一轮廓线。

19、进一步，调整零件模型，得到零件模型新的首层轮廓信息，具体包括：

20、对零件模型的切片数据进行平移和/或旋转，得到调整后的切片数据，对调整后的切片数据进行数据处理，得到零件模型新的首层轮廓信息；其中，平移调整量为0.02mm～0.05mm，旋转调整量为0.2°～0.5°。

21、进一步，若基座的底部具有用于固定的螺孔，则按照如下方法将基板设置到打印设备上：

22、将基板放置在打印设备的成形平台上，装入紧固螺钉，并拧入螺孔，但不拧紧；将基板用力推向一侧，直到无法推动，随后拧紧螺钉；

23、将成形平台调节至第一坐标位置；所述第一坐标位置为基板平面与打印设备成形仓的固定边框所在平面齐平时，成形平台在z方向上所处的位置。

24、进一步，调整基座的位置，使得基座的底部轮廓与第一轮廓线对齐，具体包括：

25、使基座底面朝上，将打孔后的基板倒扣于基座底面上，并使基板的螺孔位置与基座的螺孔对齐，用紧固螺钉固定。

26、进一步，按照如下方法，对基板进行打孔，得到打孔后的基板：

27、将基板从成形平台上拆下，以各个螺孔的圆形轮廓中心为参考，打上与基座模型的螺孔匹配的沉头孔，沉孔位于基板的背面。

28、本发明的有益效果是：本发明公开的一种基于lpbf的模具嫁接打印方法，直接把基座轮廓打印到基板上，为基座的精确安装提供了位置参考，减少了加工数据调整的次数，甚至无需进行调整，即可一次实现嫁接对齐；没有额外的软硬件投入，对基板没有特殊要求，实现消耗低，操作简单，灵活性高。

技术特征：

1.一种基于lpbf的模具嫁接打印方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于lpbf的模具嫁接打印方法，其特征在于：对基座模型与零件模型进行位置对齐，具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于lpbf的模具嫁接打印方法，其特征在于：获取基座模型的首层轮廓信息以及零件模型的首层轮廓信息，具体包括：

4.根据权利要求1所述的基于lpbf的模具嫁接打印方法，其特征在于：所述工作平面为加工过程中，打印设备的刮刀铺平粉末后所得的粉末平面。

5.根据权利要求1所述的基于lpbf的模具嫁接打印方法，其特征在于：调整基座的位置，使得基座的底部轮廓与第一轮廓线对齐，具体包括：调整基座的位置，使基座的底部刚好完全覆盖住第一轮廓线。

6.根据权利要求1所述的基于lpbf的模具嫁接打印方法，其特征在于：调整零件模型，得到零件模型新的首层轮廓信息，具体包括：

7.根据权利要求1所述的基于lpbf的模具嫁接打印方法，其特征在于：若基座的底部具有用于固定的螺孔，则按照如下方法将基板设置到打印设备上：

8.根据权利要求7所述的基于lpbf的模具嫁接打印方法，其特征在于：调整基座的位置，使得基座的底部轮廓与第一轮廓线对齐，具体包括：

9.根据权利要求8所述的基于lpbf的模具嫁接打印方法，其特征在于：按照如下方法，对基板进行打孔，得到打孔后的基板：

技术总结本发明公开了一种基于LPBF的模具嫁接打印方法，包括：对基座模型与零件模型进行位置对齐；获取基座模型的首层轮廓信息以及零件模型的首层轮廓信息；将基座模型的首层轮廓打印到基板上表面，得到第一轮廓线；将基座设置到基板上，调整基座的位置，使得基座的底部轮廓与第一轮廓线对齐；将零件模型的首层轮廓打印到基座上表面，得到第二轮廓线；判断第二轮廓线是否与基座上表面的轮廓对齐，若是，则对零件模型进行加工，生成零件；若否，则调整零件模型，直到第二轮廓线与基座上表面的轮廓对齐，并生成零件。本发明无需进行额外的扫描场对齐及更多的软硬件系统投入，操作简单可靠，灵活高效。技术研发人员：曹山,袁双印,赵淼受保护的技术使用者：苏州西帝摩三维打印科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15