CN109014197A - 激光熔化成形方法及3d打印装置 - Google Patents

Abstract

一种激光熔化成形方法，所述激光熔化成形方法包括：对于目标工件的每一水平截面层，在水平面或上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末；根据当前水平截面层的二维横截面信息，控制激光装置按第一扫描策略对所述第一次待成型粉末进行第一次扫描；在扫描的第一次待成型粉末上铺设第二次待成型粉末；控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描；其中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描。本发明还提供一种3D打印装置，可提高目标工件的致密度。

Description

激光熔化成形方法及3D打印装置

技术领域

本发明涉及一种激光成形技术领域，特别涉及一种激光熔化成形方法及3D打印装置。

背景技术

选区激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)技术是利用激光在具有保护气氛的箱体里进行的扫描，使熔化的金属粉末材料凝固成薄层，并逐层堆积打印出3D成型件。选区激光熔化技术在制造轻量化结构、复杂仿生结构方面有着独特的作用，但是对于某些致密度要求较高的成型件或者成型件的某部位，现有的选择性激光熔化技术难以满足这些要求。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种可提高致密度的激光熔化成形方法及3D打印装置。

一种激光熔化成形方法，所述激光熔化成形方法包括：

对于目标工件的每一水平截面层，在水平面或上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末；

根据当前水平截面层的二维横截面信息，控制激光装置按第一扫描策略对所述第一次待成型粉末进行第一次扫描；

在扫描的第一次待成型粉末上铺设第二次待成型粉末；

控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描；

其中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描。

较佳的，所述第一次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描；

所述第二次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描；

其中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描具体为：

所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略及/或所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略为条形扫描。

较佳的，所述条形扫描包括：

根据当前水平截面层的二维横截面信息，确定激光装置的扫描区域；

将所述激光装置的扫描区域分成条带状区域；

针对每个条带状区域确定扫描路径，且相邻条带状区域的扫描路径相互平行且彼此错开。

较佳的，在所述控制激光装置按第一扫描策略对所述第一次待成型粉末进行第一次扫描之后，所述激光熔化成形方法还包括：

获取图像采集单元所采集的第一次扫描后的平面的表面形貌；

所述控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描包括：

根据所述平面的表面形貌控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描，其中，所述第二扫描策略采用的第二功率和第二扫描速度根据所述平面的表面形貌调整。

较佳的，所述目标工件为成型件的关键部位，所述成型件的关键部位的每一水平截面层层厚小于或等于成型件的其他部位的每一水平截面层的层厚。

一种3D打印装置，所述3D打印装置包括：

铺粉装置，所述铺粉装置用于铺设待成型粉末；

激光装置，所述激光装置用于对铺设的待成型粉末进行扫描；

铺粉控制模块，所述铺粉控制模块与所述铺粉装置连接，用于对于目标工件的每一水平截面层，控制所述铺粉装置在水平面或上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末，并在扫描的第一次待成型粉末上铺设第二次待成型粉末；

激光控制模块，所述激光控制模块与所述激光装置连接，用于根据当前水平截面层的二维横截面信息，控制所述激光装置按第一扫描策略对所述第一次待成型粉末进行第一次扫描，并控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描；

其中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描。

较佳的，所述第一次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描；

所述第二次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描；

其中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描具体为：

所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略及/或所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略为条形扫描。

较佳的，所述条形扫描包括：

根据当前水平截面层的二维横截面信息，确定激光装置的扫描区域；

将所述激光装置的扫描区域分成条带状区域；

针对每个条带状区域确定扫描路径，且确定相邻条带状区域的扫描路径相互平行且彼此错开。

较佳的，所述激光控制模块还用于获取图像采集单元所采集的第一次扫描后的平面的表面形貌；

所述控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描包括：

根据所述平面的表面形貌控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描，其中，所述第二扫描策略采用的第二功率和第二扫描速度根据所述平面的表面形貌调整。

较佳的，所述目标工件为成型件的关键部位，所述成型件的关键部位的每一水平截面层的层厚小于或等于成型件的其他部位的每一水平截面层的层厚。

本发明通过对目标工件的每个水平截面层采用两次扫描，使得第二次待成型粉末部分熔融至所述扫描后的第一次待成型粉末中，提高了对应水平截面层的致密度，且第二次待成型粉末填充了扫描后的不平的第一次待成型粉末的表面，使得对应水平截面层的表面平整，且所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描，从而减缓了在扫描过程中大面积的能量累积效应，提高了目标工件的致密度。

附图说明

图1是本发明第一实施例的3D打印装置的结构示意图。

图2A是棋盘式扫描策略的示意图；图2B是条形扫描的示意图。

图3A是S型正交扫描策略的第n层水平截面层的扫描路径；图3B是S型正交扫描策略的第n+2层水平截面层的扫描路径。

图4是本发明第一实施例的激光熔化成形方法的流程图。

图5是本发明第二实施例的3D打印装置的结构示意图。

图6是本发明第二实施例的激光熔化成形方法的流程图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，除非另有明确规定和限定，对于方位词，如有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“上方”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

在本发明中，除非另有明确规定和限定，第一特征在第二特征之“上”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“上”、“下”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本发明中，除非另有明确规定和限定，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征。

在本发明中，除非另有明确规定和限定，如有术语“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

实施例一

请参阅图1，为本发明第一实施例的3D打印装置的示意图。所述3D打印装置1包括，成型工作室10、成型工作台20、铺粉装置30、铺粉控制模块40、气体控制系统50、激光装置60以及激光控制模块70。其中所述成型工作室10为封闭密封腔，其内为真空或充盈预定浓度的惰性气体。优选地，所述成型工作室10内的氧气浓度＜100ppm，以避免对金属粉末或成型件的氧化损害。所述成型工作室10大致呈方形，可以理解的是，所述成型工作室10的形状也可以是其他任意合适的形状，例如圆形等。

所述成型工作台20设置于所述成型工作室10内，所述成型工作台20包括成形缸21及设置在所述成形缸21上的工作平台22。所述成形缸21用于在垂直于所述工作平台22的方向推送所述工作平台22，以便能形成多层打印结构。所述工作平台22大致水平设置。所述成形缸21包括成形缸基台211及设置在所述成形缸基台211一端的成形缸升降杆212。在一些实施例中，所述成形缸基台211可为方形或圆形不锈钢板，所述成形缸升降杆212可为活塞。所述成形缸基台211能在所述成形缸升降杆212的驱动下沿大致垂直于所述工作平台22的方向移动。

所述铺粉装置30用于在所述工作平台22上铺设预定厚度的粉末。所述铺粉装置30设置在所述成型工作室10内，所述铺粉装置30包括铺粉缸31及铺粉件32。所述铺粉缸31用于将所述粉末推送至与所述工作平台22大致平齐的位置，所述铺粉件32用于将所述粉末铺设至所述工作平台22，在一些实施例中，所述铺粉件32可为刮刀或铺粉辊。可以理解的是，所述铺粉缸31也可不设置在图所示的位置，只要能将所述粉末推送至与所述工作平台22大致平行的位置即可。例如，所述铺粉缸31可以设置在所述成型工作室10的旁边或上方，所述粉末相应地从所述成型工作室10的侧边或上方输送至与所述工作平台22大致平行的位置，再由所述铺粉件32将所述粉末均匀地铺设至所述工作平台22即可。所述铺粉件32的位置设置在与所述工作平台22大致平行的平台上，位置与铺粉缸31的位置相对应，所述铺粉缸31的粉末输出口正好位于所述铺粉件32的附近，以便于所述铺粉件32将从所述粉末输出口输出的粉末铺设至所述工作平台22。所述铺粉缸31的结构可类似于所述成形缸21，包括铺粉缸基台311及设置在所述铺粉缸基台311一端的铺粉缸升降杆312，所述粉末设置于所述铺粉缸基台311远离所述成形缸基台211的一侧。所述铺粉缸基台311能够在所述铺粉缸升降杆312的驱动下沿大致垂直于所述工作平台22的方向移动，以推送所述粉末从所述粉末输出口输出。在一些实施例中，所述铺粉缸基台311可为方形或圆形不锈钢板，所述铺粉缸升降杆312可为活塞。

所述铺粉控制模块40与所述成形缸21及所述铺粉缸31连接。所述铺粉控制模块40用于对于目标工件的每一水平截面层，控制所述铺粉装置30在水平面或上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末，并在扫描的第一次待成型粉末上铺设第二次待成型粉末。具体地，所述铺粉控制模块40用于对于目标工件的每一水平截面层，控制所述成形缸升降杆212驱动所述成型缸基台下降目标工件对应水平截面层的厚度，并控制所述铺粉件32在水平面或上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末，并控制所述铺粉件32在扫描后的第一次待成型粉末上铺设第二次待成型粉末。

当所述水平截面层为第一次时，所述铺粉控制模块40控制所述铺粉装置30在水平面上铺设第一次待成型粉末，当所述水平截面层为第二次或其他任意大于第一次的层数时，所述铺粉控制模块40控制所述铺粉装置30在上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末。其中，所述水平面为成形缸基台211。

所述气体控制系统50用于控制所述成型工作室10内的气体。所述气体控制系统50包括气体供应装置51、抽真空装置52及气体循环净化装置53。所述气体供应装置51用于向所述成型工作室10内充入惰性气体。所述抽真空装置52用于对所述成型工作室10进行抽真空处理。所述气体循环净化装置53用于对所述成型工作室10内的气体进行循环净化。本发明的3D打印装置1是在封闭的氩气保护气氛中进行，通过所述气体循环净化装置，可使所述成型工作室10内的氧浓度控制在100ppm以下。

所述激光装置60包括连续激光种子源61、脉冲激光种子源62、光纤耦合器63、光纤放大器64及扫描振镜65。其中，所述连续激光种子源61与所述脉冲激光种子源62均与所述光纤耦合器63相连接，用于对所述连续激光种子源61和所述脉冲激光种子源62发出的激光进行光耦合。所述光纤放大器64用于对所述光纤耦合器63输出的激光进行放大处理，以输出满足预定参数条件的激光。所述扫描振镜65用于将经过所述光纤放大器64的激光反射聚焦在所述工作平台22上。通过所述扫描振镜65的扫描，使得所述激光以预定路径投射在所述工作平台22上，从而在所述工作平台22的粉末层上打印出预设的图案。其中，所述激光装置60输出的激光的功率可为10W-50W、10W-60W、10W-70W、10W-80W、10W-90W、10W-100W、10W-500W、500W-2000W、10W-2000W或其他任意合适的功率，所述激光装置60的功率可根据打印具体需求进行适当设置。所述激光装置60的扫描速度为0～10000mm/s，例如200mm/s、300mm/s、400mm/s、500mm/s、600mm/s、700mm/s、800mm/s、900mm/s、1000mm/s、2000mm/s、3000mm/s、4000mm/s、5000mm/s，可以理解的是，所述激光装置60的扫描速度也不限于上述的范围，还可以是其他任意合适的值，所述激光装置60的扫描速度可根据打印具体需求进行适当设置。所述激光装置60的扫描间距为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、或40μm-70μm，或其他任意适宜的间距值，所述扫描振镜65的扫描间距可根据打印具体需求进行适当设置。

所述激光装置60设置在所述成型工作室10的上方，在所述成型工作室10上对应于所述扫描振镜65的扫描范围处设置有激光入射窗101，所述激光入射窗101处可由透明材质覆盖，例如透明玻璃等。

所述激光控制模块70与所述激光装置60连接，用于根据当前水平截面层的二维横截面信息，控制所述激光装置60按第一扫描策略对所述第一次待成型粉末进行第一次扫描，并控制所述激光装置60按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描。

所述第一扫描策略及所述第二扫描策略可为棋盘式扫描(如图2A所示)、条形扫描(如图2B所示)、或者S型正交扫描等。所述条形扫描包括：根据当前水平截面层的二维横截面信息，确定激光装置的扫描区域；将所述激光装置的扫描区域分成条带状区域；针对每个条带状区域确定扫描路径，且相邻条带状区域的扫描路径相互平行且彼此错开。其中，相邻条带状区域的扫描路径彼此错开为第i+1列条带状区域的每一扫描路径位于第i列条带状区域对应两条扫描路径的延长线的中间位置。所述“中间位置”并非特指两条扫描路径的延长线之间的正中间位置，而是指两条扫描路径的延长线之间。所述S型正交扫描为扫描路径首尾相连扫描，且每间隔两层水平截面层转换90度扫描，所述扫描为从下向上扫描或者从左向右扫描，其中，图3A为第n层水平截面层的扫描路径，图3B为第n+2层水平截面层的扫描路径。所述第一扫描策略及所述第二扫描策略可相同或者不相同。在本实施例中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描。

所述第一次扫描可包括实体填充扫描，或者轮廓扫描及实体填充扫描。所述第二次扫描可包括实体填充扫描，或者轮廓扫描及实体填充扫描。所述第二次扫描与所述第一次扫描可相同或者不相同。在本实施例中，所述第一次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描，所述第二次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描。其中，所述第一次扫描可先进行实体填充扫描后进行轮廓扫描，或者先进行轮廓扫描后进行实体填充扫描。所述第二次扫描可先进行实体填充扫描后进行轮廓扫描，或者先进行轮廓扫描后进行实体填充扫描。在本实施例中，所述第一次扫描及所述第二次扫描为先进行实体填充扫描后进行轮廓扫描。所述第一扫描策略及所述第二扫描策略可为棋盘式扫描、条形扫描、或者S型正交扫描等具体为：所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略及所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略可为棋盘式扫描、条形扫描、或者S型正交扫描等。所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略及所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略为预先设置的，可相同或者不相同。在本实施例中，所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略及/或所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略为条形扫描，从而减缓了在扫描过程中大面积的能量累积效应，提高了目标工件的致密度。

在本实施例中，所述第一扫描策略中的扫描方式为采用第一功率，第一扫描速度扫描，所述第二扫描策略中的扫描方式为采用第二功率，第二扫描速度扫描。所述第一功率可为较高功率或者较低功率。所述第二功率可大于、小于或等于所述第一功率。所述第二功率也可为较高功率或者较低功率。在本实施例中，所述第一功率为较高功率，具体地，所述第一功率为所述激光装置60的最大功率的例如50％及以上的某一值，或者所述第一功率为例如1000W及以上的某一值。在本实施例中，所述第二功率小于所述第一功率，所述第二功率为较低功率，具体地，所述第二功率为所述激光装置60的最大功率的例如50％以下的某一值，或者所述第二功率为例如1000W以下的某一值。在本实施例中，所述第二功率及所述第一功率为预设值。所述第一扫描速度可为较高扫描速度或者较低扫描速度。在本实施例中，所述第一扫描速度为较低扫描速度，具体地，所述第一扫描速度为所述激光装置60的最大扫描速度的例如50％以下的某一值，或者所述第一扫描速度为例如5000mm/s以下的某一值。所述第二扫描速度可大于、小于或等于所述第一扫描速度。所述第二扫描速度可为较高扫描速度或者较低扫描速度。在本实施例中，所述第二扫描速度为较低扫描速度，具体地，所述第二扫描速度为所述激光装置60的最大扫描速度的例如50％以下的某一值，或者所述第二扫描速度为例如5000mm/s以下的某一值。在本实施例中，所述第二扫描速度及所述第一扫描速度为预设值。

在本实施例中，所述目标工件为成型件或成型件的关键部位。在本实施例中，所述目标工件为成型件的关键部位，所述成型件的关键部位的每一水平截面层的层厚小于或等于成型件的其他部位的每一水平截面层的层厚。其中，所述成型件的关键部位的每一水平截面层的层厚可根据打印具体需求进行适当设置。其中，所述成型件的关键部位可为所述成型件的外部元件、所述成型件的内部元件、所述成型件的上面部分、或者所述成型件的下面部分。例如，当所述目标工件为所述成型件的外部元件时，在打印所述成型件时，所述成形缸升降杆212驱动所述成型缸基台下降20um，所述铺粉装置30铺设第一次待成型粉末，所述激光装置60对内部元件对应的第一次待成型粉末进行第一次扫描，所述铺粉装置30铺设第二次待成型粉末，所述激光装置60对内部元件对应的第二次待成型粉末进行第二次扫描，然后，所述成形缸升降杆212驱动所述成型缸基台下降20um，所述铺粉装置30再铺设第一次待成型粉末，所述激光装置60对内部元件所对应的第一次待成型粉末再进行第一次扫描，并对所述外部元件所对应的待成型粉末进行扫描，所述铺粉装置30再铺设第二次待成型粉末，所述激光装置60对内部元件对应的第二次待成型粉末再进行第二次扫描，此时所述成型件的外部元件的水平截面层的层厚为20um，所述成型件的内部元件的水平截面层的层厚为40um。从而本发明保证了打印所述成型件的效率及所述目标工件的致密度。

显然，本发明不仅局限于上述的对于目标工件的每一水平截面层铺设两次粉末及对所述铺设的两次粉末进行两次扫描，本发明还可为对于目标工件的每一水平截面层铺设其他任意合适次数的粉末，例如三次或者多次，以及对所述铺设的粉末相应进行其他任意合适次数的扫描，例如三次或者多次。其中，铺粉及扫描的次数可以根据打印具体需求进行适当设置。相应地，其他次数的扫描的扫描策略可根据打印具体需求进行适当设置。

请参考图4，为本发明第一实施例的激光熔化成形方法的流程图。所述激光熔化成形方法应用于本发明第一实施例的3D打印装置。所述激光熔化成形方法包括：

S401：对于目标工件的每一水平截面层，在水平面或上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末。

所述S401包括：对于目标工件的每一水平截面层，控制所述成形缸升降杆驱动所述成型缸基台下降目标工件对应水平截面层的厚度，并控制所述铺粉件在水平面或上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末。当所述水平截面层为第一次时，所述铺粉控制模块控制所述铺粉装置在水平面上铺设第一次待成型粉末，当所述水平截面层为第二次或其他任意大于第一次的层数时，所述铺粉控制模块控制所述铺粉装置在上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末。其中，所述水平面为成形缸基台。

S402：根据当前水平截面层的二维横截面信息，控制激光装置按第一扫描策略对所述第一次待成型粉末进行第一次扫描。

所述第一扫描策略可为棋盘式扫描(如图2A所示)、条形扫描(如图2B所示)、或者S型正交扫描等。所述条形扫描包括：根据当前水平截面层的二维横截面信息，确定激光装置的扫描区域；将所述激光装置的扫描区域分成条带状区域；针对每个条带状区域确定扫描路径，且相邻条带状区域的扫描路径相互平行且彼此错开。其中，相邻条带状区域的扫描路径彼此错开为第i+1列条带状区域的每一扫描路径位于第i列条带状区域对应两条扫描路径的延长线的中间位置。所述“中间位置”并非特指两条扫描路径的延长线之间的正中间位置，而是指两条扫描路径的延长线之间。所述S型正交扫描为扫描路径首尾相连扫描，且每间隔两层水平截面层转换90度扫描，所述扫描为从下向上扫描或者从左向右扫描，其中，图3A为第n层水平截面层的扫描路径，图3B为第n+2层水平截面层的扫描路径。

所述第一次扫描可包括实体填充扫描，或者轮廓扫描及实体填充扫描。在本实施例中，所述第一次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描。其中，所述第一次扫描可先进行实体填充扫描后进行轮廓扫描，或者先进行轮廓扫描后进行实体填充扫描。在本实施例中，所述第一次扫描为先进行实体填充扫描后进行轮廓扫描。所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略可为棋盘式扫描(如图2A所示)、条形扫描(如图2B所示)、或者S型正交扫描等。所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略为预先设置的。

在本实施例中，所述第一扫描策略中的扫描方式为采用第一功率，第一扫描速度扫描。所述第一功率可为较高功率或者较低功率。在本实施例中，所述第一功率为较高功率，具体地，所述第一功率为所述激光装置60的最大功率的例如50％及以上的某一值，或者所述第一功率为例如1000W及以上的某一值。在本实施例中，所述第一功率为预设值。所述第一扫描速度可为较高扫描速度或者较低扫描速度。在本实施例中，所述第一扫描速度为较低扫描速度，具体地，所述第一扫描速度为所述激光装置60的最大扫描速度的例如50％以下的某一值，或者所述第一扫描速度为例如5000mm/s以下的某一值。在本实施例中，所述第一扫描速度为预设值。

S403：在扫描的第一次待成型粉末上铺设第二次待成型粉末。

其中，所述目标工件为成型件或成型件的关键部位。在本实施例中，所述目标工件为成型件的关键部位，所述成型件的关键部位的每一水平截面层的层厚小于或等于成型件的其他部位的每一水平截面层的层厚，其中，所述成型件的关键部位的每一水平截面层的层厚可根据打印具体需求进行适当设置，从而保证了打印所述成型件的效率及所述目标工件的致密度。

S404：控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描。

所述第二扫描策略可为棋盘式扫描、条形扫描、或者S型正交扫描等。在本实施例中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描。

所述第二次扫描可包括实体填充扫描，或者轮廓扫描及实体填充扫描。所述第二次扫描与所述第一次扫描可相同或者不相同。在本实施例中，所述第二次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描。其中，所述第二次扫描可先进行实体填充扫描后进行轮廓扫描，或者先进行轮廓扫描后进行实体填充扫描。在本实施例中，所述第二次扫描为先进行实体填充扫描后进行轮廓扫描。所述第二扫描策略可为棋盘式扫描、条形扫描、或者S型正交扫描等具体为：所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略可为棋盘式扫描、条形扫描、或者S型正交扫描等。所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略为预先设置的。所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略及所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略可相同或者不相同。所述第二扫描策略及/或所述第一扫描策略为条形扫描具体为：所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略及/或所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略为条形扫描，从而减缓了在扫描过程中大面积的能量累积效应，提高了目标工件的致密度。

在本实施例中，所述第二扫描策略中的扫描方式为采用第二功率，第二扫描速度扫描。所述第二功率可大于、小于或等于所述第一功率。所述第二功率也可为较高功率或者较低功率。在本实施例中，所述第二功率小于所述第一功率，所述第二功率为较低功率。具体地，所述第二功率为所述激光装置60的最大功率的例如50％以下的某一值，或者所述第二功率为例如1000W以下的某一值。在本实施例中，所述第二功率为预设值。所述第二扫描速度可大于、小于或等于所述第一扫描速度。所述第二扫描速度可为较高扫描速度或者较低扫描速度。在本实施例中，所述第二扫描速度为较低扫描速度，具体地，所述第二扫描速度为所述激光装置60的最大扫描速度的例如50％以下的某一值，或者所述第二扫描速度为例如5000mm/s以下的某一值。在本实施例中，所述第二扫描速度为预设值。

本发明对目标工件的每个水平截面层采用两次扫描，使得第二次待成型粉末部分熔融至所述扫描后的第一次待成型粉末中，提高了对应水平截面层的致密度，且第二次待成型粉末填充了扫描后的不平的第一次待成型粉末的表面，使得对应水平截面层的表面平整；通过所述第一次扫描策略中的扫描方式采用较高功率、较低速度扫描，使得扫描后的第一次待成型粉末的致密度高；通过成型件的关键部位的每一水平截面层的层厚小于或等于成型件的其他部位的每一水平截面层的层厚，保证了打印效率及及所述目标工件的致密度；通过所述第一次扫描及所述第二次扫描先进行实体填充扫描后进行轮廓扫描保证了水平截面层侧面的光滑；通过所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略及/或所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略为条形扫描，从而减缓了在扫描过程中大面积的能量累积效应，提高了目标工件的致密度。

实施例二

请参阅图5，为本发明第二实施例的3D打印装置的示意图。所述第二实施例的3D打印装置与第一实施例的3D打印装置相似，不同之处在于：

所述激光控制模块70还用于获取图像采集单元80所采集的第一次扫描后的平面的表面形貌。所述图像采集单元80可包括在所述3D打印装置1内或者为所述3D打印装置1的外部元件。在本实施例中，所述图像采集单元80包括在所述3D打印装置1内。所述图像采集单元80可为高清摄像头或者高速扫描仪。所述激光控制模块70根据所述平面的表面形貌控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描，其中，所述第二扫描策略中的第二功率和第二扫描速度根据所述平面的表面形貌调整。在本实施例中，所述第二功率和第二扫描速度为可调整的，所述3D打印装置中可预存有第一次待成型粉末的表面形貌与第二功率和第二扫描速度的对应关系。从而，所述3D打印装置1可根据扫描后的第一次待成型粉末的表面形貌来调整所述第二功率和所述第二扫描速度，提高所述水平截面层的致密度及所述水平截面层的平整。

请参考图6，为本发明第二实施例的激光熔化成形方法的流程图。所述激光熔化成形方法应用于本发明第二实施例的3D打印装置。所述激光熔化成形方法包括：

S601：对于目标工件的每一水平截面层，在水平面或上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末。

第二实施例的步骤S601与第一实施例的步骤S401相似，步骤S601的具体描述请参阅第一实施例中对步骤S401的详细描述，在此不进行赘述。

S602：根据当前水平截面层的二维横截面信息，控制激光装置按第一扫描策略对所述第一次待成型粉末进行第一次扫描。

第二实施例的步骤S602与第一实施例的步骤S402相似，步骤S602的具体描述请参阅第一实施例中对步骤S402的详细描述，在此不进行赘述。

S603：获取图像采集单元所采集的第一次扫描后的平面的表面形貌。其中，所述图像采集单元可包括在所述3D打印装置内或者为所述3D打印装置的外部元件。所述图像采集单元可为高清摄像头或者高速扫描仪。

S604：在扫描的第一次待成型粉末上铺设第二次待成型粉末。

第二实施例的步骤S604与第一实施例的步骤S403相似，步骤S604的具体描述请参阅第一实施例中对步骤S403的详细描述，在此不进行赘述。

S605：根据所述平面的表面形貌控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描，其中，所述第二扫描策略中的第二功率和第二扫描速度根据所述平面的表面形貌调整。

所述第二功率可大于、小于或等于所述第一功率。所述第二功率也可为较高功率或者较低功率。在本实施例中，所述第二功率小于所述第一功率，所述第二功率为较低功率。具体地，所述第二功率为所述激光装置60的最大功率的例如50％以下的某一值，或者所述第二功率为例如1000W以下的某一值。在本实施例中，所述第二功率为可调整的。所述第二扫描速度可大于、小于或等于所述第一扫描速度。所述第二扫描速度可为较高扫描速度或者较低扫描速度。在本实施例中，所述第二扫描速度为较低扫描速度，具体地，所述第二扫描速度为所述激光装置60的最大扫描速度的例如50％以下的某一值，或者所述第二扫描速度为例如5000mm/s以下的某一值。在本实施例中，所述第二扫描速度为可调整的。在本实施例中，所述3D打印装置中可预存有第一次待成型粉末的表面形貌与第二功率和第二扫描速度的对应关系，所述3D打印装置可根据扫描后的第一次待成型粉末的表面形貌及所述对应关系来调整所述第二功率和所述第二扫描速度，提高所述水平截面层的致密度及所述水平截面层的平整。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种激光熔化成形方法，其特征在于，所述激光熔化成形方法包括：

对于目标工件的每一水平截面层，在水平面或上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末；

根据当前水平截面层的二维横截面信息，控制激光装置按第一扫描策略对所述第一次待成型粉末进行第一次扫描；

在扫描的第一次待成型粉末上铺设第二次待成型粉末；

控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描；

其中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描。

2.如权利要求1所述的激光熔化成形方法，其特征在于：

所述第一次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描；

所述第二次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描；

其中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描具体为：

所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略及/或所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略为条形扫描。

3.如权利要求1或2所述的激光熔化成形方法，其特征在于，所述条形扫描包括：

根据当前水平截面层的二维横截面信息，确定激光装置的扫描区域；

将所述激光装置的扫描区域分成条带状区域；

针对每个条带状区域确定扫描路径，且相邻条带状区域的扫描路径相互平行且彼此错开。

4.如权利要求1所述的激光熔化成形方法，其特征在于，在所述控制激光装置按第一扫描策略对所述第一次待成型粉末进行第一次扫描之后，所述激光熔化成形方法还包括：

获取图像采集单元所采集的第一次扫描后的平面的表面形貌；

所述控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描包括：

根据所述平面的表面形貌控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描，其中，所述第二扫描策略采用的第二功率和第二扫描速度根据所述平面的表面形貌调整。

5.如权利要求1所述的激光熔化成形方法，其特征在于：

所述目标工件为成型件的关键部位，所述成型件的关键部位的每一水平截面层的层厚小于或等于成型件的其他部位的每一水平截面层的层厚。

6.一种3D打印装置，其特征在于，所述3D打印装置包括：

铺粉装置，所述铺粉装置用于铺设待成型粉末；

激光装置，所述激光装置用于对铺设的待成型粉末进行扫描；

铺粉控制模块，所述铺粉控制模块与所述铺粉装置连接，用于对于目标工件的每一水平截面层，控制所述铺粉装置在水平面或上一水平截面层上铺设第一次待成型粉末，并在扫描的第一次待成型粉末上铺设第二次待成型粉末；

激光控制模块，所述激光控制模块与所述激光装置连接，用于根据当前水平截面层的二维横截面信息，控制所述激光装置按第一扫描策略对所述第一次待成型粉末进行第一次扫描，并控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描；

其中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描。

7.如权利要求6所述的3D打印装置，其特征在于：

所述第一次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描；

所述第二次扫描包括轮廓扫描及实体填充扫描；

其中，所述第一扫描策略及/或所述第二扫描策略为条形扫描具体为：

所述第一次扫描的实体填充扫描采用的第一扫描策略及/或所述第二次扫描的实体填充扫描采用的第二扫描策略为条形扫描。

8.如权利要求6或7所述的3D打印装置，其特征在于，所述条形扫描包括：

根据当前水平截面层的二维横截面信息，确定激光装置的扫描区域；

将所述激光装置的扫描区域分成条带状区域；

针对每个条带状区域确定扫描路径，且确定相邻条带状区域的扫描路径相互平行且彼此错开。

9.如权利要求6所述的3D打印装置，其特征在于：

所述激光控制模块还用于获取图像采集单元所采集的第一次扫描后的平面的表面形貌；

所述控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描包括：

根据所述平面的表面形貌控制所述激光装置按第二扫描策略对所述第二次待成型粉末进行第二次扫描，其中，所述第二扫描策略采用的第二功率和第二扫描速度根据所述平面的表面形貌调整。

10.如权利要求6所述的3D打印装置，其特征在于：

所述目标工件为成型件的关键部位，所述成型件的关键部位的每一水平截面层的层厚小于或等于成型件的其他部位的每一水平截面层的层厚。