CN114570943B - 一种选区激光固化、熔化跃层扫描成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，将具有层厚梯度的成形层按厚度梯度设置的参数分为成形组，对于成形零件划分好的任意成形层或组，根据工艺确定扫描方式参数以及确定跃层扫描参数，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数中要求区分为本层扫描或下一层扫描，实现固化、熔化形状区域隔层进行固化、熔化，实现改善传统层与层之间过渡融合区域，使层与层间的间隔或过渡区域在空间中均匀分布，改善成形厚各项异性。通过控制任意成形层选区激光固化、熔化区域，有效控制成形过程中飞溅物产生量，提高最大固化、熔化工艺上限，减少成形层固化、熔化激光扫描时间，提高成形效率。
Description
技术领域
本发明属于激光选区固化、熔化成形技术，在激光选区固化、熔化成形过程中，通过对扫描区域进行特定规划实现成形扫描跃层固化、熔化的一种扫描方法，具体涉及一种选区激光固化、熔化跃层扫描成形方法。
背景技术
选择性激光固化、熔化成形技术是一种快速增材制造成形技术，采用激光为能量源，铺料后逐层堆积，快速实现高复杂性零件的近净成形。对于陶瓷、金属激光选区固化、熔化工艺中，产品力学性能存在各项异性，其中主要是由于材料固化、熔化凝固过程中层与层之间存在过渡区或间隔、层与层以及其中各固化区域交接的周围个各方向上的过渡区材料元素分布不均匀导致，从而导致层与层之间间隔或过渡区域在成形空间中造成各项异性，导致零件最终质量差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种选区激光固化、熔化跃层扫描成形方法，以克服现有技术的不足，本发明能够在激光选区固化、烧结成形过程中提高层与层之间材料分布均匀性、提高成形速率，增大成形层厚工艺上限，减少单层扫描时间，提高激光选区固化、熔化成形工艺生产效率。
一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，包括以下步骤：
S1、对于成形零件，根据工艺确定层厚梯度设置参数对成型零件进行切片，将零件按层厚梯度参数剖切成设定厚度的切片；
S2、对于切片好的成形零件切片分为成形层，将具有层厚梯度的成形层按厚度梯度设置的参数分为成形组；
S3、对于成形零件划分好的任意成形层或组，根据工艺确定扫描方式参数以及确定跃层扫描参数，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数中要求区分为本层扫描或下一层扫描，使成形零件中任意成形层上具有规律的间隔区域进行激光选区固化、熔化区域；按照跃层扫描参数以及扫描方式参数，对各层中标记划分好的区域按成形层排列顺序进行扫描区域变换，完成各层扫描区域变化后的各成形层按工艺参数中扫描方式参数进行激光扫描路径规划。
进一步的，层厚梯度为等间距层厚或者不同层厚组合。
进一步的，将等间距层厚的成形层每层为一组，不同层厚组合按规律或周期进行编组。
进一步的，成形层区域划分与扫描路径规划操作以每层或一组为基础单位进行，根据工艺中确定扫描方式参数将成形层每层或每组进行扫描区域划分，将成形零件任意成形层或每组划分为参数中设定的形状扫描区域。
进一步的，扫描区域形状为矩形、多边形或圆形。
进一步的，成形层或组扫描区域划分通过划分形状组合的矩阵与零件的成形层或组进行投影相交。
进一步的，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数中要求区分为扫描区域以及不扫描区域，扫描区域标记为灰色、不扫描区域为白色。
进一步的，根据跃层扫描参数，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数分为本层扫描或下一层扫描，将形状区域在矩阵中进行标记，本层扫描区域标记为1，不扫区域描扫描标记为0。
进一步的，成形层或组中相邻层中当标记为1区域进行固化后，在下一成形层或组中标记为1区域与前一层标记为1区域在空间方向上不重叠或不完全重叠。
进一步的，选区激光固化、熔化激光作用于材料平均固化、熔化深度△≥2～5倍层厚梯度参数设置的最大厚度。
进一步的，按照跃层扫描参数，将各成形层或组第一层标记为1的形状区进行保留，下一层或组成形层或组标记1和0区域进行交换，即相邻两成形层或组在每层或组中标记为1的区域进行固化、熔化。在成形组中，按照跃层扫描参数，将第一层标记为1区域保留，按参数要求对后续不同厚度层中划分区域标记进行0与1变化。
进一步的，成形层或组中各层扫描区域路径规划时，将本层标记为1的形状区域进行扫描路径规划，标记为0区域不做处理，扫描路径规划时扫描区域中各形状间隔由形状间距t确定。
进一步的，成形层或组中相邻层中当标记为1区域进行固化后，在下一成形层或组中标记为1区域与前一层标记为1区域在空间方向上不重叠或不完全重叠，即标记为1区域在相邻两成形层中不会完全重叠。
进一步的，选区激光固化、熔化激光参数需保证作用于材料平均固化、熔化深度△≥2～5倍层厚梯度参数设置的最大厚度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，通过对成形零件根据工艺确定层厚梯度设置参数对成型零件进行切片，将零件按层厚梯度参数剖切成设定厚度的切片，对切片好的成形零件切片分为成形层，将具有层厚梯度的成形层按厚度梯度设置的参数分为成形组，对于成形零件划分好的任意成形层或组，根据工艺确定扫描方式参数以及确定跃层扫描参数，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数中要求区分为本层扫描或下一层扫描，使成形零件中任意成形层上具有规律的间隔区域进行激光选区固化、熔化区域；实现固化、熔化形状区域隔层进行固化、熔化，实现改善传统层与层之间过渡融合区域，使层与层间的间隔或过渡区域在空间中均匀分布，改善成形厚各项异性。通过控制任意成形层选区激光固化、熔化区域，有效控制成形过程中飞溅物产生量，提高最大固化、熔化工艺上限，减少成形层固化、熔化激光扫描时间，提高成形效率。
将原有技术中层与层之间过渡或间隔区域通过设定层厚梯度参数、跃层扫描参数、扫描方式参数以及扫描参数实现成形层或组中的固化规律变化，在成形空间中形成相互交错的、具有一定形状结构的跃层固化单元，实现成形层与层之间过渡或间隔区域在成形空间中均匀分布，传统技术中层与层间隔通过层厚梯度参数、跃层扫描参数、扫描方式参数设置实现从激光扫描路径规划基础上实现控制。在不改变原有铺粉成形原理以及控制基础上通过扫描方法的优化实现改善选区激光固化、熔化中存在的各项异性，减少设备技术升级成本。
进一步的，通过减少成形层扫描面积、有效改善选区激光固化、熔化工艺上大层厚中大截面扫描时截面应力集中、问题，减小了激光照射固化、熔化时飞溅物产生量，减小了设备中粉尘过滤系统、环境风场、激光维护等机械件运行压力，增大了选区激光固化、熔化最大工艺层厚。
进一步的，通过减少成形层扫描区域面积，增大了选区激光固化、熔化工艺层厚，有效增加了选区激光固化、熔化激光扫描速率，增加了选区激光固化、熔化成形效率。
附图说明
图1为本发明实施例中选区激光固化、熔化跃层扫描方法中层厚梯度切片示意图，图1a为0.08mm等间距层厚零件切片，图1b为0.1、0.08、0.02mm多层厚梯度零件切片。
图2为本发明中多边形、圆形扫描方法扫描区域示意图，图2a为(a)圆形形状扫描路径，图2b正八边形形状扫描路径，图2c形状区域间隔t参数示意图。
图3为本发明中形状区域划分变换示意图，图3a为原始形状区域划分，图3b为按顺序划分形状区域变更，图3c为形状区域变换最终效果。
图4为本发明中各成形层形状区域扫描路径规划示意图。
图5为本发明中选区激光固化、熔化跃层扫描作用效果示意图，图5a为扫描前成形固化、熔化前零件状态，图5b选区激光固化、熔化扫描成形跃层单元。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，包括以下步骤：
S1、对于成形零件，根据工艺确定层厚梯度设置参数对成型零件进行切片，将零件按层厚梯度参数剖切成设定厚度的切片；
按参数设置，层厚梯度为等间距层厚或者不同层厚组合；不同层厚组合中厚度变化为线性变化，或变化满足周期函数变化规律的层厚；
具体的，对于成形零件，根据工艺确定层厚梯度设置参数对成型零件进行切片，将零件按层厚梯度参数剖切成厚度的切片；按参数设置，层厚梯度为等间距层厚如图1(a)所示层厚梯度为0.08的等间距层厚，(b)不同层厚组合：厚度为0.1、0.08、0.02的多层厚梯度层厚。
S2、对于切片好的成形零件切片即成形零件中任意成形层，将切片好的成形层分为成形层，将具有层厚梯度的成形层按厚度梯度设置的参数分为成形组，即：等间距层厚的成形层每层可为一组，不同层厚组合按规律或周期进行编组。
成形层区域划分与扫描路径规划操作以每层或一组为基础单位进行，根据工艺中确定扫描方式参数将成形层每层或每组进行扫描区域划分，将成形零件任意成形层或每组划分为参数中设定的形状扫描区域，扫描区域形状为矩形、多边形或圆形。即将成形层或组划分为由若干相同形状组成该成形层或组的扫描区域；
对于切片好的成形零件切片即成形零件中任意成形层；具有层厚梯度的成形层按厚度梯度设置的参数分为成形组，如图1(a)所示，等间距层厚的成形层每层为一组，(b)不同层厚组合按规律或周期进行编组。
成形层区域划分与扫描路径规划操作以每层或一组为基础单位进行。
根据工艺中确定扫描方式参数将成形层每层或每组进行扫描区域划分，如图1、图2所示扫描方式为别为:多边形、圆形、矩形。即将成形层或组划分为由若干相同形状组成该成形层或组的扫描区域。矩形、多边形、圆形；各形状控制参数包括：矩形由长a＝0.1mm、宽b＝0.2mm，多边形由边长a＝1.66，b＝1.66、c＝1.66，d＝1.66，e＝1.66，f＝1.66，g＝1.66，h＝1.66、各边角度θ1＝135°、θ2＝135°、θ3＝135°，θ4＝135°，θ5＝135°，θ6＝135°，θ7＝135°定义，圆形由半径r＝2、圆心角θ＝360°定义。形状区域矩阵按照各形状区域形状进行排列组成矩阵，将成形层或组划分为由若干相同形状组成该成形层或组的扫描区域。
S3、对于成形零件划分好的任意成形层或组，根据工艺确定扫描方式参数以及确定跃层扫描参数，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数中要求区分为本层扫描或下一层扫描，使成形零件中任意成形层上具有规律的间隔区域进行激光选区固化、熔化区域；按照跃层扫描参数以及扫描方式参数，对各层中标记划分好的区域按成形层排列顺序进行扫描区域变换，完成各层扫描区域变化后的各成形层按工艺参数中扫描方式参数进行激光扫描路径规划。
相邻两成形层或组中激光选区固化、熔化区域相交错，即相邻两成形层中，第一层或组中未固化、熔化区域在下一层中进行激光选区固化、熔化；将传统中层与层之间的过度段在成形生长方向上间隔，通过成形层或组中的固化规律变化，在成形空间中形成相互交错的、具有一定形状结构的跃层单元。
成形层或组扫描区域划分通过划分形状组合的矩阵与零件的成形层或组进行投影相交，如图3所示，最终的到包含各成形层扫描轮廓与零件成形层扫描划分形状区域的零件各层数据切片。
零件任意成形层或组的区域划分通过确定的形状区域矩阵排列通过投影方式与零件相交完成零件成形层截面形状区域划分，扫描方式参数中形状区域包含：矩形、多边形、圆形；各形状控制参数包括：矩形由长a、宽b定义，多边形由边长a，b、c.......n、各边角度θ1、θ2、......θn-1定义，圆形由半径r、圆心角θ定义。形状区域矩阵按照各形状区域形状进行排列组成矩阵；形状区域矩阵排列中形状包围区域s，按矩阵顺序依次与各形状区域相合并。
如图3所示，根据得到的零件各层数据切片数据按照工艺确定扫描方式参数以及确定跃层扫描参数，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数中要求区分为扫描区域以及不扫描区域，扫描区域标记为灰色、不扫描区域为白色。使成形零件中任意成形层上具有规律的间隔区域进行激光选区固化、熔化形状区域。
根据跃层扫描参数，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数分为本层扫描或下一层扫描，即按跃层扫描参数将形状排列矩阵按参数进行间隔抽取，将形状区域在矩阵中进行标记，本层扫描区域标记为1，不扫区域描扫描标记为0。其中多边形与圆形形状区域存在的包围区域s按顺序依次进行标记，与正常形状区域平行进行操作。下同
按照跃层扫描参数中设定，将第一层后续层划分出标记为1与0区域按参数设定要求，进行对应的交换，即按参数要求，将本层扫描区域与前一层扫描区域进行对应，该过程中存在原本划分为1的扫描区域与标记为0的不扫描区域进行变换或保留。按照跃层扫描参数以及扫描方式参数设定，多边形或圆形扫描区域规划后存在的s区域按标记为1的扫描区域形状矩阵顺序依次与其进行合并,如图4所示。
将变换好的各层数据切片分别按扫描方式设定参数要求进行激光扫描路径规划，任意成形层中仅对标记为1扫描区域进行激光路径规划，标记为0区域不做处理。
按照扫描工艺参数中扫描形状区域间隔t参数设定，如图2(c)所示对各形状扫描区域激光扫描路径进行偏置，偏制值为t/2，其中t为任意值，按扫描参数中设定完成激光扫描路径规划。
其中相邻两成形层或组对应扫描区域不完全或不重叠，相邻两成形层或组中激光选区固化、熔化区域相交错，即相邻两成形层中，第一层或组中未固化、熔化区域在下一层中进行激光选区固化、熔化。通过在零件各层数据切片中各扫描的形状区域进行划分，标记出不扫描区域以及扫描区域，在激光扫描路径规划过程中仅对标记为1扫描区域仅路径规划，减少计算运行工作量以及运算时间。完成扫描路径规后，通过选区激光固化、熔化扫描路径将各层铺料进行选区激光固化、熔化，零件各成形层或组中激光选区固化、熔化区域相交错，即相邻两成形层中，第一层或组中未固化、熔化区域在下一层中进行激光选区固化、熔化；将传统中层与层之间的过度段在成形生长方向上间隔，通过设定层厚梯度参数、跃层扫描参数、扫描方式参数以及扫描参数实现成形层或组中的固化规律变化，在成形空间中形成相互交错的、具有一定形状结构的跃层单元，如图5所示，当开始扫描标记为1灰色区域时、上一层未固化的标记为0区域在本层中固化，当选区激光固化、熔化激光工艺参数满足固化、熔化深度△≥2～5倍时，能达到上述跃层扫描。
本发明通过特定扫描方式、多梯度层厚，跃层扫描参数实现在选区激光固化、熔化中激光固化、熔化一定形状区域，通过控制多梯度层厚、跃层扫描参数、扫描方式参数，实现固化、熔化形状区域隔层进行固化、熔化，实现改善传统层与层之间过渡融合区域，使层与层间的间隔或过渡区域在空间中均匀分布，改善成形厚各项异性。通过控制任意成形层选区激光固化、熔化区域，有效控制成形过程中飞溅物产生量，提高最大固化、熔化工艺上限，减少成形层固化、熔化激光扫描时间，提高成形效率。
Claims (10)
1.一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对于成形零件，根据工艺确定层厚梯度设置参数对成型零件进行切片，将零件按层厚梯度参数剖切成设定厚度的切片；
S2、对于切片好的成形零件切片分为成形层，将具有层厚梯度的成形层按厚度梯度设置的参数分为成形组；
S3、对于成形零件划分好的任意成形层或组，根据工艺确定扫描方式参数以及确定跃层扫描参数，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数中要求区分为本层扫描或下一层扫描，使成形零件中任意成形层上具有规律的间隔区域进行激光选区固化、熔化区域；按照跃层扫描参数以及扫描方式参数，对各层中标记划分好的区域按成形层排列顺序进行扫描区域变换，完成各层扫描区域变化后的各成形层按工艺参数中扫描方式参数进行激光扫描路径规划；
具体包括以下步骤：相邻两成形层或组中激光选区固化、熔化区域相交错，即相邻两成形层中，第一层或组中未固化、熔化区域在下一层中进行激光选区固化、熔化；将传统中层与层之间的过度段在成形生长方向上间隔，通过成形层或组中的固化规律变化，在成形空间中形成相互交错的、具有一定形状结构的跃层单元；
按照跃层扫描参数中设定，将第一层后续层划分出标记为1与0区域按参数设定要求，进行对应的交换，即按参数要求，将本层扫描区域与前一层扫描区域进行对应，该过程中存在原本划分为1的扫描区域与标记为0的不扫描区域进行变换或保留；按照跃层扫描参数以及扫描方式参数设定，多边形或圆形扫描区域规划后存在的s区域按标记为1的扫描区域形状矩阵顺序依次与其进行合并；
其中相邻两成形层或组对应扫描区域不完全或不重叠。
2.根据权利要求1所述的一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，其特征在于，层厚梯度为等间距层厚或者不同层厚组合。
3.根据权利要求1所述的一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，其特征在于，将等间距层厚的成形层每层为一组，不同层厚组合按规律或周期进行编组。
4.根据权利要求1所述的一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，其特征在于，成形层区域划分与扫描路径规划操作以每层或一组为基础单位进行，根据工艺中确定扫描方式参数将成形层每层或每组进行扫描区域划分，将成形零件任意成形层或每组划分为参数中设定的形状扫描区域。
5.根据权利要求4所述的一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，其特征在于，扫描区域形状为矩形、多边形或圆形。
6.根据权利要求1所述的一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，其特征在于，成形层或组扫描区域划分通过划分形状组合的矩阵与零件的成形层或组进行投影相交。
7.根据权利要求1所述的一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，其特征在于，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数中要求区分为扫描区域以及不扫描区域，扫描区域标记为灰色、不扫描区域为白色。
8.根据权利要求1所述的一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，其特征在于，根据跃层扫描参数，将成形层或组中划分形状区域进行区分，将各扫描区域按跃层扫描参数分为本层扫描或下一层扫描，将形状区域在矩阵中进行标记，本层扫描区域标记为1，不扫区域描扫描标记为0。
9.根据权利要求8所述的一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，其特征在于，成形层或组中相邻层中当标记为1区域进行固化后，在下一成形层或组中标记为1区域与前一层标记为1区域在空间方向上不重叠或不完全重叠。
10.根据权利要求1所述的一种选区激光固化、熔化跃层扫描方法，其特征在于，选区激光固化、熔化激光作用于材料平均固化、熔化深度△≥2～5倍层厚梯度参数设置的最大厚度。
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115430844B (zh) * | 2022-11-09 | 2023-04-07 | 四川工程职业技术学院 | 一种变层厚金属零件激光选区熔化成形方法 |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004232043A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Media Plus Inc | 積層造形方法 |
| DE102011105045B3 (de) * | 2011-06-20 | 2012-06-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mittels selektivem Laserschmelzen |
| CN103213282A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-24 | 西安工程大学 | 用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法 |
| CN104428084A (zh) * | 2012-07-09 | 2015-03-18 | 松下知识产权经营株式会社 | 三维形状造型物的制造方法 |
| CN105903961A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-31 | 华南理工大学 | 一种提高金属零件增材制造成型质量的扫描成型方法 |
| CN106426907A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-02-22 | 西安交通大学 | 一种非连续填充激光增材制造高效率的扫描方法 |
| CN106827514A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-06-13 | 上海联泰科技股份有限公司 | 分层构建物体的图像处理方法、打印方法和3d打印设备 |
| CN108080637A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-29 | 华南理工大学 | 一种层间激光改性的激光选区熔化成型梯度材料的方法 |
| WO2018177553A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Control data for manufacturing one three-dimensional object by means of a layer-wise solidification of a building material |
| CN109501248A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-03-22 | 华中科技大学 | 一种用于高温激光选区烧结的预热缸体及其成形方法 |
| WO2019094291A1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | General Electric Company | Interlace scanning strategies and uses thereof |
| CN110303677A (zh) * | 2018-03-25 | 2019-10-08 | 罗天珍 | 三维层积打印物件轮廓的激光交错留顶气化方法 |
| CN110370646A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-25 | 杭州先临易加三维科技有限公司 | 3d打印方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN112055630A (zh) * | 2018-04-30 | 2020-12-08 | 瑞尼斯豪公司 | 选择扫描顺序以最小化碎屑对构建质量的影响的选择性激光固化设备和方法 |
| CN112243396A (zh) * | 2018-04-19 | 2021-01-19 | 米其林集团总公司 | 三维金属部件的增材制造方法 |
| CN113828796A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-24 | 西安国宏天易智能科技有限公司 | 一种用于强化镍基高温合金零件混合成型方法 |
| DE102020209464A1 (de) * | 2020-07-28 | 2022-02-03 | MTU Aero Engines AG | Schichtbauverfahren und Schichtbauvorrichtung zum additiven Herstellen eines Bauteils, Bauteil sowie Computerprogrammprodukt |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3706945A1 (en) * | 2017-11-10 | 2020-09-16 | General Electric Company | Scan field variation for additive manufacturing |
| US20200147870A1 (en) * | 2018-11-09 | 2020-05-14 | Layerwise Nv | Vertically Staggered Fusing Sequence for a Three-Dimensional Printing System |
| CN109304872B (zh) * | 2018-11-14 | 2020-03-24 | 珠海赛纳打印科技股份有限公司 | 三维打印方法和三维打印装置 |
-
2022
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Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004232043A (ja) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Media Plus Inc | 積層造形方法 |
| DE102011105045B3 (de) * | 2011-06-20 | 2012-06-21 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mittels selektivem Laserschmelzen |
| CN104428084A (zh) * | 2012-07-09 | 2015-03-18 | 松下知识产权经营株式会社 | 三维形状造型物的制造方法 |
| CN103213282A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-24 | 西安工程大学 | 用于面曝光快速成形系统的二次交错曝光方法 |
| CN105903961A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-31 | 华南理工大学 | 一种提高金属零件增材制造成型质量的扫描成型方法 |
| CN106426907A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-02-22 | 西安交通大学 | 一种非连续填充激光增材制造高效率的扫描方法 |
| CN106827514A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-06-13 | 上海联泰科技股份有限公司 | 分层构建物体的图像处理方法、打印方法和3d打印设备 |
| WO2018177553A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Control data for manufacturing one three-dimensional object by means of a layer-wise solidification of a building material |
| WO2019094291A1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | General Electric Company | Interlace scanning strategies and uses thereof |
| CN108080637A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-29 | 华南理工大学 | 一种层间激光改性的激光选区熔化成型梯度材料的方法 |
| CN110303677A (zh) * | 2018-03-25 | 2019-10-08 | 罗天珍 | 三维层积打印物件轮廓的激光交错留顶气化方法 |
| CN112243396A (zh) * | 2018-04-19 | 2021-01-19 | 米其林集团总公司 | 三维金属部件的增材制造方法 |
| CN112055630A (zh) * | 2018-04-30 | 2020-12-08 | 瑞尼斯豪公司 | 选择扫描顺序以最小化碎屑对构建质量的影响的选择性激光固化设备和方法 |
| CN109501248A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-03-22 | 华中科技大学 | 一种用于高温激光选区烧结的预热缸体及其成形方法 |
| CN110370646A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-10-25 | 杭州先临易加三维科技有限公司 | 3d打印方法、装置、电子设备及存储介质 |
| DE102020209464A1 (de) * | 2020-07-28 | 2022-02-03 | MTU Aero Engines AG | Schichtbauverfahren und Schichtbauvorrichtung zum additiven Herstellen eines Bauteils, Bauteil sowie Computerprogrammprodukt |
| CN113828796A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-24 | 西安国宏天易智能科技有限公司 | 一种用于强化镍基高温合金零件混合成型方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Three dimensional(3D) printed electrodes for interdigitated supercapacitors;Chen Zhao;《Electrochemistry communications》;20-23 * |
| 基于固有应变法的激光选区熔化成形变形趋势预测;倪辰旖;《中国激光》;78-85 * |
| 增材制造技术中的弹性各向异性影响因素;张阔;《工业技术创新》;53-58 * |
| 选区激光熔化成形AlSiMg孔隙的产生与降低;李保强;《应用激光》;742-747 * |
Also Published As
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