CN111482601B

CN111482601B - 抑制加减速打印高点的同轴送粉3d激光打印控制方法

Info

Publication number: CN111482601B
Application number: CN202010232135.6A
Authority: CN
Inventors: 张毅; 苏成明; 曹鹏; 李建勋
Original assignee: Shaanxi Tian Yuan Materials Protection Technology Co ltd
Current assignee: Shaanxi Tian Yuan Materials Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2022-02-22
Anticipated expiration: 2040-03-27
Also published as: CN111482601A

Abstract

本发明提出一种抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法，包括：实时检测激光打印头的打印速率，当打印速率处于预设的匀速阶段打印速率范围时，控制激光打印头输出激光功率为预设的匀速打印标准功率W₀；当打印速率处于预设的加速阶段对应打印速率范围时，控制激光打印头输出激光功率W为：W=W₀*V/V_加，当打印速率处于预设的减速阶段对应打印速率范围时，控制激光打印头输出激光功率W为：W=W₀*V/V_减，其中V_加为预设的加速阶段匹配终点打印速率，V_减为预设的减速阶段匹配起点打印速率，V为检测的激光打印头的打印速率。本发明通过实时提取打印速率，实现快速响应的激光功率与加减速过程打印速率变化精准匹配，实现了同层同高度打印。

Description

抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法

技术领域

本发明涉及激光3D打印技术领域，具体涉及一种抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法。

背景技术

同轴送粉3D打印是将设计零件的三维图形文件导入打印切片软件，切片软件根据工艺设定以及自身路径算法生成3D打印控制器可执行的程序代码。3D打印控制器导入代码，根据代码控制同轴送粉打印头按照规划的路径和速度行走，同时控制打印激光功率和送粉速率这两个主要工艺参数，最终逐层累积打印生成设计的零件。

在3D打印路径控制中，因为电机运动都不可避免会出现各种打印暂停，暂停必然具有对应于正常打印速度到停止的减速过程和对应于启动低速度或零速度到正常打印速度的加速过程，而对于相同的打印距离，这种加速过程和减速过程的运行时间会比匀速过程的运行时间加长_△t，由于送粉速率（即单位时间送粉量）是固定的，因此如果对加速过程和减速过程的送粉速率不做调整，必然导致同样打印距离下加减速运行比匀速运行输入的粉量增多_△t*V_送粉。同轴送粉3D打印产生的这些启停加减速过程主要由空走或路径变换引起，这些启停的节点会因增多的送粉量_△t*V_送粉产生打印高点的问题，导致逐层均匀打印难以继续，因此需要对同轴送粉3D打印暂停过程的工艺参数进行改进调整，以实现逐层均匀打印。

现有技术中针对暂停引起加减速过程引起的打印高点问题有三种解决方式：1、逼近处理方式：此处理方式主要是解决了加减速时产生的节拍感的问题，同时也相应解决了节拍感引起的工艺问题。但是这种处理方式的最大问题是行走路径会与规划路径会有所偏离，不适用于对路径精度有要求的同轴送粉3D打印工艺。2、提高加减速度以缩短加减速时间的处理方式：这种方式通过缩小加减速时间来平衡相同距离下的送粉量，对送粉工艺参数不做控制调整，但是对于同轴送粉3D打印工艺来说其启动和暂停的加减速过程本身时间就非常短，使得这种调整实现难度较大，而且同轴送粉3D打印是逐层累计的过程，这种短暂的时间调整引起的其他小问题，会因为多层的累计逐渐暴露出来。3、增减材一体处理方式：该处理方式通过增减材一体3D打印机来解决，可以在打印即增材过程对打印高点形成的多余尺寸进行切削减材，但是这种方式相对纯增材的同轴送粉3D打印工艺具有工艺及设备结构复杂、打印成本高等缺陷。因此现有技术中尚未出现针对同轴送粉3D打印中由加减速过程引起打印高点问题的有效、经济的解决方案。

发明内容

本发明创新提出一种抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法。本发明通过实时提取打印过程中的打印速率，并在其处于设定的加速阶段和减速阶段时，对激光器输出的打印激光功率进行线性调整，实现快速响应的激光功率与加减速过程打印速率变化精准匹配，保证了打印层暂停过程中加减速处与正常匀速运行处沉积成形尺寸最大限度的接近，实现了同层同高度的3D打印，有效改善了打印质量，具有广阔的推广应用前景。

一种抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法，所述控制方法包括：实时检测激光打印头的打印速率，当打印速率处于预设的匀速阶段打印速率范围时，控制激光打印头输出激光功率为预设的匀速打印标准功率W₀；当打印速率处于预设的加速阶段对应打印速率范围时，控制激光打印头输出激光功率W为：W=W₀* V/ V_加，当打印速率处于预设的减速阶段对应打印速率范围时，控制激光打印头输出激光功率W为：W=W₀* V/ V_减，其中V_加为预设的加速阶段匹配终点打印速率，V_减为预设的减速阶段匹配起点打印速率，V为检测的激光打印头的打印速率。

进一步的根据本发明所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其中匀速阶段打印速率范围为匀速打印标准速率V₀，其中加速阶段对应打印速率范围为打印速率V满足关系0≤V<V_加的速率范围，其中减速阶段对应打印速率范围为打印速率V满足关系0≤V<V_减的速率范围。

进一步的根据本发明所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其中所述加速阶段匹配终点打印速率V_加满足关系为V_加= V₀* a%，a%为预设的加速阶段匹配终点打印速率百分比；所述减速阶段匹配起点打印速率V_减满足关系为V_减= V₀* b%，b%为预设的减速阶段匹配起点打印速率百分比；其中V₀为预设的匀速打印标准速率。

进一步的根据本发明所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其中a%和b%为80%以上的百分比，优选的为80%、85%、90%或95%。

一种抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法，包括以下步骤：

步骤一、打印开始，将3D打印控制器中预存的在前打印速率初始化为0；

步骤二、3D打印控制器通过打印头驱动机构实时采集激光打印头的当前打印速率V_n；

步骤三、3D打印控制器判断当前打印速率V_n与在前打印速率V_n-1的关系，并基于两者的关系选择执行以下步骤四至步骤六；

步骤四、当当前打印速率V_n小于在前打印速率V_n-1时，3D打印控制器进一步判断当前打印速率V_n是否处于预设的减速阶段对应打印速率范围，若否则执行步骤七，若是则控制激光打印头的输出激光功率W为：W=W₀* V_n/ V_减，其中V_减为预设的减速阶段匹配起点打印速率，W₀为预设的匀速打印标准功率，然后执行步骤八；

步骤五、当当前打印速率V_n大于在前打印速率V_n-1时，3D打印控制器进一步判断当前打印速率V_n是否处于预设的加速阶段对应打印速率范围，若否则执行步骤七，若是则控制激光打印头的输出激光功率W为：W=W₀* V_n/ V_加，其中V_加为预设的加速阶段匹配终点打印速率，W₀为预设的匀速打印标准功率，然后执行步骤八；

步骤六、当当前打印速率V_n等于在前打印速率V_n-1时，执行步骤七；

步骤七、3D打印控制器控制激光打印头的输出激光功率为预设的匀速打印标准功率W₀，然后执行步骤八；

步骤八、3D打印控制器利用当前打印速率V_n更新在前打印速率V_n-1，并判定当前打印速率是否为零，若不为零，则重复执行步骤二，若为零则控制激光打印头的输出激光功率为零。

进一步的根据本发明所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其中步骤四中，3D打印控制器在当前打印速率V_n满足关系0≤V<V_减时判定当前打印速率V_n处于预设的减速阶段对应打印速率范围；其中步骤五中，3D打印控制器在当前打印速率V_n满足关系0≤V<V_加时判定当前打印速率V_n处于预设的加速阶段对应打印速率范围。

进一步的根据本发明所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其中所述加速阶段匹配终点打印速率V_加满足关系为V_加= V₀* a%，a%为预设的加速阶段匹配终点打印速率百分比；其中所述减速阶段匹配起点打印速率V_减满足关系为V_减= V₀* b%，b%为预设的减速阶段匹配起点打印速率百分比；其中V₀为预设的匀速打印标准速率。

进一步的根据本发明所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其中在针对同一层的同轴送粉3D激光打印过程中不对送粉速率进行调节。

进一步的根据本发明所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其中所述同轴送粉3D激光打印控制方法基于同轴送粉3D激光打印装置进行，所述装置包括激光打印头、打印头驱动机构、3D打印控制器、激光器、送粉器、送粉管和光纤，所述激光打印头安装于所述打印头驱动机构上，通过打印头驱动机构对激光打印头进行打印移动驱动，所述打印头驱动机构、激光器和送粉器连接于3D打印控制器，所述激光器通过光纤连接于激光打印头，所述送粉器通过送粉管连接于所述激光打印头，所述3D打印控制器通过打印头驱动机构获得激光打印头的位置信息和打印速率信息，所述3D打印控制器基于所述位置信息和打印速率信息生成对激光器的控制信号，并通过激光器来控制激光打印头的输出激光功率。

通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果：

1）、本发明旨在解决同轴送粉3D打印由于暂停引起加减速过程产生打印高点的问题，提供了一种激光功率与打印加减速速率精准匹配的打印控制方法，显著控制了响应慢的气载式送粉工艺参数的沉积量，改善了打印暂停处高点的问题。

2）、本发明通过实时提取打印过程中的打印速率，并在其处于设定的加速阶段和减速阶段时，对激光器输出的打印激光功率进行线性调整，实现快速响应的激光功率与加减速过程打印速率变化精准匹配，保证了打印层暂停过程中加减速处与正常匀速运行处沉积成形尺寸最大限度的接近，实现了同层同高度的3D打印，有效改善了打印质量，具有广阔的推广应用前景。

附图说明

附图1为加速阶段、匀速阶段和减速阶段的打印速率模型图。

附图2为本发明同轴送粉3D打印设备的优选组成示意图。

附图3为本发明所述抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法的流程图。

具体实施方式

下面对结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。

首先简要描述本发明的技术出大点。

本发明旨在解决同轴送粉3D打印由于暂停引起加减速过程产生打印高点的问题，提供了一种激光功率与打印加减速速率精准匹配的打印控制方法，显著控制了响应慢的气载式送粉工艺参数的沉积量，改善了打印暂停处高点的问题。

同轴送粉3D打印有两个主要的工艺参数，分别是激光功率和送粉速率，本技术因工艺参数中送粉的响应为“秒”级别，不能满足打印加减速时间毫秒级别的响应要求，所以不对工艺参数-送粉速率进行控制，选择工艺参数中响应级别满足要求的激光功率进行匹配控制，实现通过对激光功率的控制影响粉末沉积量的目的。控制激光功率变化可以大幅降低气载式送粉工艺参数的沉积量依据的原理是：同轴送粉3D打印方式，在激光功率变化的同时，粉末的熔化成形量也会随之相应明显变化。

本发明选择激光工艺参数和速率变化匹配依据的原理是：首先如附图1所示，3D打印逐层控制。在本发明中打印速率指激光打印头在同一打印层中相对于打印工件表面的移动速率，在同一层的打印过程中，不可避免的会发生暂停过程，这种暂停过程就是打印头相对于打印工件表面的启停过程，对应于打印速率（即打印头相对于工件表面的移动速率）的加速过程、匀速过程和减速过程，如附图1所示，加速过程对应于从0速度开始匀加速或者变加速到匀速速度V_N，减速过程对应于从匀速速度V_N开始匀减速或者变减速到0速度。无论加速度或者减速度是线性还是非线性变化，打印头在加速过程或减速过程，在打印件表面经过同样距离时所需要的时间将大于匀速打印过程中经过相同距离的时间。也就是加减速比匀速运行相同距离需要的运行时间加长，在不对送粉速率（单位时间输出至打印头的送粉量）进行调整下运行时间越长则送粉量越大，这样会导致以加减速方式运行相同距离时输入打印点位置的粉量较匀速运行同样距离时输入的粉量增多，但理想情况下无论是加减速过程还是匀速过程在运行相同距离时所需要的粉量应当是相同的进而保证同一打印厚度，鉴于同轴送粉系统的送粉响应为“秒”级别，而3D打印暂停过程的加减速时间级别为毫秒级别，送粉速率调节相应级别远大于加减速段的时间级别，对送粉速率的调节及时响应加减速变化，所以本发明解决该技术问题的思路是：在不对送粉速率进行调整下，通过控制加减速过程的激光功率变化来平衡粉量增多对打印成型高度的影响，将加减速运行段的激光功率进行相应调整，因为尽管粉量增多但是在激光功率变化时，粉末的实际熔化成形量会随激光功率的变化而进行相应的明显变化，而粉末的实际熔化成形量直接决定了最终打印成型厚度，因此本发明通过对加减速段激光功率的调节来决定粉量熔化打印层的最终成型厚度，以达到与匀速运行相同距离时打印成型厚度一致的目的，实现均匀打印。

本发明提出一种抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法，首先结合附图2简要说明同轴送粉3D打印设备整体结构，其可采用本领域常用的3D打印设备，本发明的控制方法不对此做任何限制，优选的可如附图2所示（但不局限于附图2所示结构），包括激光打印头13、打印头移动驱动机构、3D打印控制器1、激光器3、送粉器4、送粉管7和光纤6，所述的3D打印控制器1包括进给运动控制器3和内部逻辑控制器2，所述激光打印头13安装于打印头移动驱动机构上，激光打印头在工件表面的打印移动过程以及打印速率均通过打印头移动驱动机构进行控制，所述打印头移动驱动器包括X轴伺服驱动单元、Y轴伺服驱动单元和Z轴伺服驱动单元，所述X轴伺服驱动单元具体包括X轴伺服电机10和编码器，所述X轴伺服电机10用于控制激光打印头沿X轴方向的移动速度，所述编码器用于实时记录并向3D打印控制器实时反馈激光打印头在X轴方向的位置信息和移动速率，同理所述Y轴伺服驱动单元具体包括Y轴伺服电机11和编码器，所述Y轴伺服电机11用于控制激光打印头沿Y轴方向的移动速度，所述编码器用于实时记录并向3D打印控制器实时反馈激光打印头在Y轴方向的位置信息和移动速率；所述Z轴伺服驱动单元具体包括Z轴伺服电机12和编码器，所述12轴伺服电机用于控制激光打印头沿Z轴方向的移动速度，所述编码器用于实时记录并向3D打印控制器实时反馈激光打印头在Z轴方向的位置信息和移动速率。3D打印过程中，通过X轴伺服驱动单元和Y轴伺服驱动单元在同一打印层XY水平面平移拖动激光打印头13跟随预设打印路径移动，并进行同一打印层的打印速率实时控制和反馈。通过Z轴伺服驱动单元实现不同打印层的切换，当打印一层完成时，利用Z轴伺服驱动单元控制激光打印头抬高1个已设定的层高到新打印层的XY水平面平移继续打印。光纤6和送粉管7要在XY水平面和Z轴方向运动范围留有足够的运动余量。所述3D打印控制器包括进给运动控制器3和内部逻辑控制器2，所述进给运动控制器连接于所述X轴伺服电机10及其编码器、所述Y轴伺服电机11及其编码器、所述Z轴伺服电机12及其编码器，实时采集打印头在X、Y、Z三个方向的位置信息和速度信息，并向其输出对应的控制信号。同时所述进给运动控制器连接于所述激光器3和送粉器4，用于向激光器输出激光功率控制信号，向送粉器输出送粉速率控制信号。所述内部逻辑控制器连接于进给运动控制器，具体的两者工作关系为：进给运动控制器实时采集X、Y、Z三轴伺服电机的编码器反馈的打印头行走位置信息和速率信息，并传输给内部逻辑控制器，所述内部逻辑控制器基于所述信息通过完成激光功率和打印速率的匹配计算，修改激光模拟量控制倍率，并输出进给运动控制器，由进给运动控制器执行内部逻辑控制器已经生成的控制代码，控制X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机进行直线或插补运动，达到控制打印头行走位置和行走速度的目的，并控制送粉器送粉速率和激光器激光功率。送粉器通过A/D控制线连接于进给运动控制器，并基于其输出的模拟量控制送粉量输出。送粉器通过送粉管输送粉料到激光打印头的粉孔插孔，最终使粉束15输出到达打印件19或基体20。激光器通过A/D控制线连接于进给运动控制器，并基于其输出的模拟量控制激光输出功率。激光器通过光纤6输送激光到激光打印头13，形成聚焦于打印件上的激光束14，通过激光束14熔化粉束15实现3D打印。因为送粉速率在打印控制开始设定后，在以后的打印中不再修改，所以送粉速率控制器接收到第一次送粉速率的模拟量输入后，将不再接收控制器对其模拟量的输入。激光功率在开始打印时会设定为标准设定值W₀，该标准设定值W₀为对应层匀速打印过程中的激光功率，但是在加减速过程中会依据本发明的控制方法对激光功率进行实时调节。现有技术中对应于暂停打印会出现图如附图2所示的匀速打印段16、减速打印段17和加速打印段18，本发明通过对激光功率与打印速率匹配控制达到减速打印段17和加速打印段18与匀速打印段16打印厚度一直的控制目的。

下面描述本发明所述抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法。首先说明本发明所述控制方法针对的加减速过程对应于附图1所示的过程，理想情况下加速过程对应于从0速度开始匀加速或者变加速到匀速速度V₀，减速过程对应于从匀速速度V₀开始匀减速或者变减速到0速度。但是不包括同时打印过程中的小角度进给控制，所述小角度进给控制是指打印过程中不可避免的会发生小角度转弯，打印头在进行小角度转弯时，为减少打印头高速移动下在小角度转弯时对设备机械部分产生的冲击损伤，会在打印头进行小角度转弯时对其进行适当的减速处理，如将打印速率由匀速速率V₀减速到预定百分比如b%，同理在完成小角度转弯控制后打印速率又会逐步恢复到匀速速率，同时在加减速控制过程中当打印速率达到匀速速率的预定百分比或接近匀速速率时，应当提前按照匀速速率进行控制，因此综合考虑以上因素，本发明中的加速过程对应于打印速率从0速率开始匀加速或者变加速到匀速速率V₀的预设百分比a%即0到V_0*a%，减速过程对应于打印速率从匀速速率V₀的预设百分比b%开始匀减速或者变减速到0速率即V_0*b%到0，并仅在该打印速率范围内对激光功率进行对应的匹配调整，具体调整方式为：按照实际打印速率与对应最大值的占比进行线性调整，即在加速过程将激光功率控制为W=W₀* V/ (V_0*a%)，其中W为实际控制的激光输出功率，同理在减速过程将激光功率控制为W=W₀* V/ (V_0*b%)，其中W为实际控制的激光输出功率，W₀为匀速打印过程中的标准激光输出功率也就是提前设定的激光输出功率标准值，V为当前实际打印速率，V₀为匀速打印速率也就是提前设定好的标准打印速率，a%为加速阶段匹配终点打印速率百分比，b%为减速阶段匹配起点打印速率百分比，优选的a%和b%处于80%以上，如80%、85%、90%或95%。当打印速率处于V₀*a%- V₀之间以及V₀*b%- V₀之间则将激光功率控制为匀速打印过程中的标准激光输出功率也就是提前设定的激光输出功率标准值W₀，也就是打印速率从V_0*a%加速到V₀、V₀匀速打印以及从V₀减速到V_0*b%的过程中控制激光器的输出激光功率为提前设定的标准值W₀。经过大量试验发现，通过这种激光功率控制方式，能够很好的与其加减速打印速率变化进行匹配，实现均匀打印之目的。

下面结合附图3所示流程，给出本发明所述抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法的具体方法步骤：

步骤一、打印开始，将3D打印控制器的内部逻辑控制器中预存的在前打印速率初始化为0；

步骤二、通过打印头移动驱动机构实时采集激光打印头的当前打印速率Vn，并将其实时反馈给3D打印控制器；

步骤三、所述3D打印控制器判断接收到的当前打印速率V_n与其中预存的在前打印速率V_n-1的大小关系，并基于当前打印速率V_n与在前打印速率V_n-1的关系选择执行以下步骤四至六；

步骤四、当当前打印速率V_n小于在前打印速率V_n-1时，所述3D打印控制器进一步判断当前打印速率V_n是否处于减速阶段的打印速率范围即是否满足：0≤V_n<V_0*b%，若不满足则执行步骤七，若满足则判定激光打印头处于减速过程，此时3D打印控制器生成对激光器输出功率的调节控制信号，将激光器的输出功率控制为W=W₀* V_n/ (V_0*b%)，其中W为调节控制后的激光实际输出功率，W₀为提前设定的激光输出标准功率值，V₀为提前设定好的匀速阶段标准打印速率，b%为预设的减速阶段匹配起点打印速率百分比，然后执行步骤八。

步骤五、当当前打印速率V_n大于在前打印速率V_n-1时，所述3D打印控制器进一步判断当前打印速率V_n是否处于加速阶段的打印速率范围即是否满足：0≤V_n<V_0*a%，若不满足则执行步骤七，若满足则判定激光打印头处于加速过程，此时3D打印控制器生成对激光器输出功率的调节控制信号，将激光器的输出功率控制为W=W₀* V_n/ (V_0*a%)，其中W为调节控制后的激光实际输出功率，W₀为提前设定的激光输出标准功率值，V₀为提前设定好的匀速阶段标准打印速率，a%为预设的加速阶段匹配终点打印速率百分比，然后执行步骤八。

步骤七、3D打印控制器控制激光输出功率为提前设定的激光输出标准功率值W₀，也就是正常匀速打印时的激光功率，然后执行步骤八；

步骤八、3D打印控制器用当前打印速率V_n更新预存的在前打印速率，即将在前打印速率设置为当前打印速率即V_n-1= V_n，然后判定当前打印速率是否为零即是否满足V_n-1=0，若更新后的在前打印速率不为零，则重复执行步骤二，若更新后的在前打印速率为零，则控制激光功率为零。

在上述控制过程中，3D打印控制器不对送粉器的送粉速率进行调控。

下面给出本发明的具体应用实施例。

实施例：同轴送粉3D打印空心圆柱实施例。

本实施例中控制标准设定打印速率（即匀速打印速率）为1000mm/min，激光输出标准功率值设定为900W，激光打印头光斑直径1mm，送粉器送金属粉速率恒定为4g/min，3D打印单层打印层厚为0.3mm，打印加速阶段的加速度为300mm/s²，加速段打印速率匹配终点百分比a%设定为90%，减速段打印速率匹配起点百分比即b%设定为80%。打印过程为：本层打印从0开始加速，加速到设定速率1000mm/min后匀速在XY平面行走圆形路径，然后在回到起始点从匀速减速到0速度，结束本层打印，然后经Z轴快速抬高一个层厚后，继续循环上述打印过程进行下一层的打印。暂停引起的加减速位于每层打印开始位置和结束位置。具体的本实施例的主要控制过程为：

第一道打印开始时，将在前打印速率初始化为0，然后打印速率逐渐增大进行加速阶段，在加速阶段打印速率位于0-900 mm/min（1000mm/min*90%）之间时，控制激光输出功率为W=W₀* V_n/ (V_0*a%)=900W*V/(1000mm/min*90%)=V(W)，即激光输出功率与打印头速率对应。当检测到打印速率达到1000mm/min*90%=900mm/min时，加速阶段匹配结束，控制激光输出功率为设定的900W，并实时更新在前打印速率。

当打印过程中打印速率降低到V<= V₀*b%=800下，控制激光输出功率为W=W₀* V_n/(V_0*b%)=900W*V/(1000mm/min*80%)=1.125V(W)，即激光输出功率为打印头速率的1.125倍，当检测到打印速率为0时，减速阶段匹配结束。

然后通过Z轴电机将打印头抬高0.3mm层高后，循环开始第二层打印，直至完成所有打印。

经比对：未做本发明的激光功率加减速控制前，打印3层后暂停过程引起的加减速的高点问题已经相当明显，经停止后测量高点厚度已经达到1.8mm，高出匀速打印段0.9mm。但是经过本发明的激光功率加减速控制后后，打印10层后暂停引起的加减速的高点问题尚不明显，打印高点差在0.1mm以内，明显改善了打印成型。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims

1.一种抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：实时检测激光打印头的打印速率，当打印速率处于预设的匀速阶段打印速率范围时，控制激光打印头输出激光功率为预设的匀速打印标准功率W₀；当打印速率处于预设的加速阶段对应打印速率范围时，控制激光打印头输出激光功率W为：W=W₀* V/ V_加，当打印速率处于预设的减速阶段对应打印速率范围时，控制激光打印头输出激光功率W为：W=W₀*V/ V_减，其中V_加为预设的加速阶段匹配终点打印速率，V_减为预设的减速阶段匹配起点打印速率，V为检测的激光打印头的打印速率。

2.根据权利要求1所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，其中匀速阶段打印速率范围为匀速打印标准速率V₀，其中加速阶段对应打印速率范围为打印速率V满足关系0≤V<V_加的速率范围，其中减速阶段对应打印速率范围为打印速率V满足关系0≤V<V_减的速率范围。

3.根据权利要求2所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，其中所述加速阶段匹配终点打印速率V_加满足关系为V_加= V₀* a%，a%为预设的加速阶段匹配终点打印速率百分比；所述减速阶段匹配起点打印速率V_减满足关系为V_减= V₀* b%，b%为预设的减速阶段匹配起点打印速率百分比；其中V₀为预设的匀速打印标准速率。

4.根据权利要求3所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，其中a%和b%为80%以上的百分比。

5.根据权利要求4所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，其中a%和b%为80%、85%、90%或95%。

6.一种抑制加减速打印高点的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，其中步骤四中，3D打印控制器在当前打印速率V_n满足关系0≤V<V_减时判定当前打印速率V_n处于预设的减速阶段对应打印速率范围；其中步骤五中，3D打印控制器在当前打印速率V_n满足关系0≤V<V_加时判定当前打印速率V_n处于预设的加速阶段对应打印速率范围。

8.根据权利要求6所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，其中所述加速阶段匹配终点打印速率V_加满足关系为V_加= V₀* a%，a%为预设的加速阶段匹配终点打印速率百分比；其中所述减速阶段匹配起点打印速率V_减满足关系为V_减= V₀* b%，b%为预设的减速阶段匹配起点打印速率百分比；其中V₀为预设的匀速打印标准速率。

9.根据权利要求8所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，其中a%和b%为80%以上的百分比。

10.根据权利要求9所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，其中a%和b%为80%、85%、90%或95%。

11.根据权利要求1-10任一项所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，在针对同一层的同轴送粉3D激光打印过程中不对送粉速率进行调节。

12.根据权利要求1-10任一项所述的同轴送粉3D激光打印控制方法，其特征在于，所述同轴送粉3D激光打印控制方法基于同轴送粉3D激光打印装置进行，所述装置包括激光打印头、打印头驱动机构、3D打印控制器、激光器、送粉器、送粉管和光纤，所述激光打印头安装于所述打印头驱动机构上，通过打印头驱动机构对激光打印头进行打印移动驱动，所述打印头驱动机构、激光器和送粉器连接于3D打印控制器，所述激光器通过光纤连接于激光打印头，所述送粉器通过送粉管连接于所述激光打印头，所述3D打印控制器通过打印头驱动机构获得激光打印头的位置信息和打印速率信息，所述3D打印控制器基于所述位置信息和打印速率信息生成对激光器的控制信号，并通过激光器来控制激光打印头的输出激光功率。