CN106003713A - 一种sls扫描方法及3d打印方法 - Google Patents

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    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes

Abstract

本发明公开了一种SLS扫描方法及3D打印方法，该3D打印方法使用SLS加工工艺进行批量零件的3D打印，包括以下步骤：数据处理阶段：按照沿着螺旋线的走向由内而外依次分布的方式设定若干待打印零件的打印位置，并根据所设定的打印位置进行数据切片处理；扫描阶段：按照所述螺旋线的走向由内而外的顺序用激光扫描各打印位置，按顺序在各打印位置上进行不同零件同等层面的SLS烧结，通过沿所述螺旋线进行循环多次扫描以完成批量零件的打印。本发明能使小批量生产中所有零件的品质得到优化，同时生产时间较以往扫描策略减少，还能节约更多的设备热能。

Description

一种SLS扫描方法及3D打印方法
技术领域
本发明涉及3D打印加工工艺，特别是一种SLS扫描方法及3D打印方法。
背景技术
3D打印的特性决定了其可以作为小批量制作生产方式的优势，同时3D打印中心区域品质相对周边较好也是由其成型原理所导致。传统SLS(选择性激光烧结)工艺对塑料选择性烧结过程中，采用的曝光策略为激光直线往复扫描方式，该方式对于普通加工过程均适用，但存在部分零件受热不均、产生的应力难以分散等情况。在小批量生产时，参见图6，各零件通常在一个加工层面内均匀分布，扫描方式也是普通的来回扫描方式，但由于SLS加工区域内中心温度最高，来回扫描方式容易出现应力堆积的情况，故这种情况下零件的最终品质将随着分布区域而发生变化。
随着市场对于3D打印塑胶产品品质要求的不断提高，对目前设备的工艺优化要求也越来越高。在不改变现有加工设备及原理的情况下，针对实际情况对激光的加工方式进行深入探索，是当前提高产品品质的重要方向。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供了一种SLS扫描方法及3D打印方法，使小批量生产中所有零件的品质得到优化，同时生产时间较以往扫描策略减少，还能节约更多的设备热能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种SLS扫描方法，包括以下步骤：
扫描时，按照沿螺旋线的走向由内而外的顺序用激光扫描沿着该螺旋线分布的多个打印位置，按顺序在各打印位置上进行不同零件同等层面的SLS烧结，沿所述螺旋线进行循环多次扫描。
进一步地：
所述若干待打印零件的打印位置沿着所述螺旋线的走向以均匀的间隔分布。
在所述扫描阶段，所述螺旋线的最内层位置的预热温度高于所述螺旋线的最外层位置的预热温度。
所述螺旋线由最内层位置到最外层位置的预热温度逐步递减。
一种3D打印方法，使用SLS加工工艺进行批量零件的3D打印，包括以下步骤：
数据处理阶段：按照沿着螺旋线的走向由内而外依次分布的方式设定若干待打印零件的打印位置，并根据所设定的打印位置进行数据切片处理；
扫描阶段：按照所述螺旋线的走向由内而外的顺序用激光扫描各打印位置，按顺序在各打印位置上进行不同零件同等层面的SLS烧结，通过沿所述螺旋线进行循环多次扫描以完成批量零件的打印。
进一步地：
所述若干待打印零件的打印位置沿着螺旋线的走向以均匀的间隔分布。
在所述扫描阶段，所述螺旋线的最内层位置的预热温度高于所述螺旋线的最外层位置的预热温度。
所述螺旋线由最内层位置到最外层位置的预热温度逐步递减。
所述扫描阶段在每个打印位置完成一个零件的打印或层叠的多个零件的打印。
打印零件用的材料为尼龙粉末材料。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种SLS扫描方法及3D打印方法，所采用3D打印激光扫描策略为，按照螺旋线的走向由内而外的顺序用激光扫描沿着该螺旋线分布的预定打印位置，每次扫描按顺序在各打印位置上进行不同零件同等层面的SLS烧结，通过进行多次循环扫描完成各个零件的打印，这种策略可以获得相对传统扫描策略更快的加工速度及更优的温度场控制，尤其适应于零件的小批量生产过程，保证小批量生产中所有零件的制品最优化，同时生产时间较传统扫描策略减少，并且能够节约更多的设备热能。
本发明适用于所有类型SLS技术设备进行小批量加工，该类设备具备零件之间通过加工材料间接关联的特点，本发明方法能够减少加工材料应力堆积及对热量的充分利用。
采用本发明的方法进行加工的零件，具备单个零件之间品质(精度、表面粗糙度、内部应力)较为接近的优点，具体体现在：
(1)螺旋线加工的方式避免了传统激光线性来回扫描所带来的应力堆积，减少了零件加工过程中的翘曲变形；
(2)零件的热量扩散方式为发散式，螺旋线的分布便于零件热量扩散的均匀性，使得加工仓内温度场稳定。
本发明的方法为加工过程中重要的成型阶段的工艺，配合3D打印的其他过程完成整个成型过程，对工艺的改善效果能极大程度上提升产品的品质。
附图说明
图1为本发明实施例的3D打印方法流程图。
图2为本发明实施例中的零件打印位置及扫描顺序示意图。
图3为本发明实施例中的零件从内而外散热的原理图。
图4为本发明一个实施例沿螺旋线布置的打印位置分布俯视图。
图5为本发明一个实施例沿螺旋线布置的打印位置分布的立体图，其中在每个打印位置打印层叠的多层零件。
图6为传统的零件打印位置分布图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1和图2，在一种实施例中，一种SLS扫描方法，包括以下步骤：
扫描时，按照沿螺旋线的走向由内而外的顺序用激光扫描沿着该螺旋线分布的多个打印位置，按顺序在各打印位置上进行不同零件同等层面的SLS烧结，沿所述螺旋线进行循环多次扫描。
如图2所示，在优选的实施例中，所述若干待打印零件的打印位置沿着所述螺旋线的走向以均匀的间隔分布。
在优选的实施例中，在所述扫描阶段，所述螺旋线的最内层位置的预热温度高于所述螺旋线的最外层位置的预热温度。
在更优选的实施例中，所述螺旋线由最内层位置到最外层位置的预热温度逐步递减。
如图1和图2所示，一种3D打印方法，使用SLS加工工艺进行批量零件的3D打印，包括以下步骤：
数据处理阶段：按照沿着螺旋线的走向由内而外依次分布的方式设定若干待打印零件的打印位置，并根据所设定的打印位置进行数据切片处理；
扫描阶段：按照所述螺旋线的走向由内而外的顺序用激光扫描各打印位置，按顺序在各打印位置上进行不同零件同等层面的SLS烧结，通过沿所述螺旋线进行循环多次扫描以完成批量零件的打印。
如图2所示，在优选的实施例中，所述若干待打印零件的打印位置沿着螺旋线的走向以均匀的间隔分布。
在优选的实施例中，在所述扫描阶段，所述螺旋线的最内层位置的预热温度高于所述螺旋线的最外层位置的预热温度。
在更优选的实施例中，所述螺旋线由最内层位置到最外层位置的预热温度逐步递减。
如图4和图5所示，所述扫描阶段在每个打印位置完成一个零件的打印或层叠的多个零件的打印。
打印零件用的材料可以为尼龙粉末材料。
根据本发明的实施例，使用选择性激光烧结技术，该工艺具有以下特点：
(1)打印零件的打印位置在设备内采用螺旋线方式分布，从单层的中心位置开始，零件打印位置沿着螺旋向外的曲线分布；
(2)在完成数据切片过程后，设置各零件的激光扫描顺序为，按各零件沿螺旋线由内而外的分布顺序进行曝光扫描；
(3)根据该扫描原理及顺序，内部、中心温度会向周边扩散，沿螺旋线由内而外分布的零件的预热温度从高到低进行设置，通过这种方式可以利用中心温度向周边扩散的效应，使得外围的零件在加工过程中具备较好的温度场，同时外部的零件的预热温度可以适当降低。同时，螺旋线式的分布便于内外分布的零件热量扩散的均匀性，使得加工仓内温度场稳定。
根据本发明实施例的3D打印方法，首先，在数据处理阶段，零件的打印位置按照螺旋线走向分布，如图2所示，小批量产品根据从曲线起点到终点均匀分布。例如，由图中标记1、2、3、4、5、6、7、8、9.....31的顺序沿着螺旋线走向分布，箭头指示为螺旋线的走向。
其次，数据按照数据处理阶段中预定打印位置进行切片处理，按照图2所示的顺序设置激光扫描的顺序，在实际烧结过程中零件扫描将按照标记1、2、3、.....31的顺序烧结。每扫描一次，打印完各零件的同一层，下次扫描进行另一层的打印成型，循环扫描多次，直到完成批量零件的3D打印。
由于SLS加工的零件具有从中心往周边进行热量扩散的现象(如图3中箭头所示为零件热量发散过程)，故按照螺旋线进行烧结的批量零件从内到外可以采用不同预热温度的情况，由于内侧零件散发热量的补充，可以充分保证边缘零件也能具备较好的温度场，确保所有零件得到高品质成型。
实际加工过程中，螺旋线最外层零件的预热温度可以相对最内层零件降低1～2℃，而内部零件的热扩散将会补偿这个温度差，从而充分利用设备加工的能量损耗。
实例：
小批量电器连接接头的加工，采用EOS P110尼龙粉末烧结设备，配套软件为Magics17.1及PSW3.6。
与图6所示的传统打印位置分布形式不同，如图4和图5所示为接头零件的打印位置按照螺旋线方式进行分布并烧结的实例，相对于传统的打印位置分布，零件尺寸精度从±0.08mm变为±0.05mm，成型零件次品率减少，同时由于更优化的预热温度，零件加工成型时间从10H变为8.5H。
可见，在同样的设备内进行同样的零件加工，采用更好地工艺能够在可行的范围内较大程度优化产品的品质与加工过程。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种SLS扫描方法，其特征在于,包括以下步骤：
扫描时，按照沿螺旋线的走向由内而外的顺序用激光扫描沿着该螺旋线分布的多个打印位置，按顺序在各打印位置上进行不同零件同等层面的SLS烧结，沿所述螺旋线进行循环多次扫描。
2.如权利要求1所述的SLS扫描方法，其特征在于,所述若干待打印零件的打印位置沿着所述螺旋线的走向以均匀的间隔分布。
3.如权利要求1所述的SLS扫描方法，其特征在于,在所述扫描阶段，所述螺旋线的最内层位置的预热温度高于所述螺旋线的最外层位置的预热温度。
4.如权利要求3所述的SLS扫描方法，其特征在于,所述螺旋线由最内层位置到最外层位置的预热温度逐步递减。
5.一种3D打印方法，使用SLS加工工艺进行批量零件的3D打印，其特征在于,包括以下步骤：
数据处理阶段：按照沿着螺旋线的走向由内而外依次分布的方式设定若干待打印零件的打印位置，并根据所设定的打印位置进行数据切片处理；
扫描阶段：按照所述螺旋线的走向由内而外的顺序用激光扫描各打印位置，按顺序在各打印位置上进行不同零件同等层面的SLS烧结，通过沿所述螺旋线进行循环多次扫描以完成批量零件的打印。
6.如权利要求5所述的3D打印方法，其特征在于,所述若干待打印零件的打印位置沿着螺旋线的走向以均匀的间隔分布。
7.如权利要求5所述的3D打印方法，其特征在于,在所述扫描阶段，所述螺旋线的最内层位置的预热温度高于所述螺旋线的最外层位置的预热温度。
8.如权利要求7所述的3D打印方法，其特征在于,所述螺旋线由最内层位置到最外层位置的预热温度逐步递减。
9.如权利要求5至8任一项所述的3D打印方法，其特征在于,所述扫描阶段在每个打印位置完成一个零件的打印或层叠的多个零件的打印。
10.如权利要求5至9任一项所述的3D打印方法，其特征在于,打印零件用的材料为尼龙粉末材料。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106541137A (zh) * 2016-12-27 2017-03-29 南京理工大学 一种减弱电子束选区烧结翘曲变形的工艺方法
CN107282923A (zh) * 2017-07-04 2017-10-24 东莞光韵达光电科技有限公司 一种slm混合加工过程中的定位方法
CN108637252A (zh) * 2018-05-16 2018-10-12 南京先进激光技术研究院 基于slm技术的3d打印扫描方法及3d打印机
CN110483066A (zh) * 2019-08-27 2019-11-22 东莞光韵达光电科技有限公司 一种基于光固化成型工艺的陶瓷增材方法
WO2020007797A1 (en) * 2018-07-02 2020-01-09 Essilor International Method for determining the priority and the position of three-dimensional products in an additively manufacturing process
CN114101705A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 鑫精合激光科技发展（北京）有限公司 一种激光扫描路径规划方法及增材制造方法
US11280324B2 (en) * 2016-01-05 2022-03-22 Gibson Elliot Matrix controlled shape memory actuator array
CN115338424A (zh) * 2021-05-14 2022-11-15 丰田自动车株式会社 层叠造型物的制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116933A (zh) * 2011-02-28 2011-07-06 许小曙 一种用于选择性激光烧结的激光扫描方法
CN103587118A (zh) * 2013-10-30 2014-02-19 西安交通大学 一种基于螺旋扫描、柔性界面的光固化3d打印机
CN105034394A (zh) * 2015-06-26 2015-11-11 西安交通大学 一种大尺寸激光选区烧结分区域预热方法
JP2015199197A (ja) * 2014-04-04 2015-11-12 株式会社松浦機械製作所 三次元造形装置及び三次元形状造形物の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116933A (zh) * 2011-02-28 2011-07-06 许小曙 一种用于选择性激光烧结的激光扫描方法
CN103587118A (zh) * 2013-10-30 2014-02-19 西安交通大学 一种基于螺旋扫描、柔性界面的光固化3d打印机
JP2015199197A (ja) * 2014-04-04 2015-11-12 株式会社松浦機械製作所 三次元造形装置及び三次元形状造形物の製造方法
CN105034394A (zh) * 2015-06-26 2015-11-11 西安交通大学 一种大尺寸激光选区烧结分区域预热方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11280324B2 (en) * 2016-01-05 2022-03-22 Gibson Elliot Matrix controlled shape memory actuator array
CN106541137A (zh) * 2016-12-27 2017-03-29 南京理工大学 一种减弱电子束选区烧结翘曲变形的工艺方法
CN107282923A (zh) * 2017-07-04 2017-10-24 东莞光韵达光电科技有限公司 一种slm混合加工过程中的定位方法
CN108637252A (zh) * 2018-05-16 2018-10-12 南京先进激光技术研究院 基于slm技术的3d打印扫描方法及3d打印机
CN108637252B (zh) * 2018-05-16 2020-04-24 南京先进激光技术研究院 基于slm技术的3d打印扫描方法及3d打印机
WO2020007797A1 (en) * 2018-07-02 2020-01-09 Essilor International Method for determining the priority and the position of three-dimensional products in an additively manufacturing process
CN110483066A (zh) * 2019-08-27 2019-11-22 东莞光韵达光电科技有限公司 一种基于光固化成型工艺的陶瓷增材方法
CN115338424A (zh) * 2021-05-14 2022-11-15 丰田自动车株式会社 层叠造型物的制造方法
CN114101705A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 鑫精合激光科技发展（北京）有限公司 一种激光扫描路径规划方法及增材制造方法

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