CN114799205A - 一种零件增材制造方法、设备及计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种零件增材制造方法、设备及计算机存储介质，以解决零件成型效率与表面质量之间难以兼顾的问题。所述零件增材制造方法包括：识别待成型零件的三维模型的核心区域以及覆盖在所述核心区域的外部的表面区域；对所述核心区域和所述表面区域按照不同层厚进行切片，得到不同层厚的核心区域切片和表面区域切片；根据所述核心区域切片和所述表面区域切片的层厚数学关系，确定所述三维模型的扫描路径；根据所述三维模型的扫描路径、各个所述核心区域切片的层厚和各个所述表面区域切片的层厚，控制所述激光增材制造设备对所述零件的核心区域和表面区域进行激光成型。本发明提高了成型效率及表面质量。
Description
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种零件增材制造方法、设备及计算机存储介质。
背景技术
增材制造，又称3D打印，是近年来迅速发展起来的高端数字化快速制造技术，引领大批量制造模式向个性化制造模式发展，可生成任何形状、性能优异、多种材料复合的零件，广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车制造、注塑模具等领域。随着技术的发展，市场对增材制造生产的期望也越来越高，要求不断提高金属材料增材制造装备的效率、精度、可靠性。
相关技术中，增材制造工艺基于“化整为零”及“聚零为整”的思想，先将数字化三维零件模型进行切片离散及扫描路径规划，得到可控制激光束扫描的切片轮廓信息，然后通过逐层累加的形式直接制造出三维实体。切片层厚对零件表面质量和尺寸精度有极大的影响。
对于一些曲面、半封闭的类似叶片结构的零件，为了减小台阶效应，提高表面质量，采用小层厚进行打印，但是，成型效率显著降低，零件的打印成本和打印周期急剧增加；而对于常规型产品，为提高成型效率，通常会采取大层厚进行打印，但会增加表面后处理工艺，同时为适应增材制造技术，设计师也需要改变零件产品结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种零件增材制造方法、设备及计算机存储介质，用于零件成型效率与表面质量之间难以兼顾的问题。
第一方面，本发明提供一种零件增材制造方法，包括：
识别待成型零件的三维模型的核心区域以及覆盖在所述核心区域的外部的表面区域；
对所述核心区域和所述表面区域按照不同层厚进行切片，得到不同层厚的核心区域切片和表面区域切片；所述核心区域切片的层厚大于或等于所述表面区域切片的层厚；
根据所述核心区域切片和所述表面区域切片的层厚数学关系，确定所述三维模型的扫描路径；
根据所述三维模型的扫描路径、各个所述核心区域切片的层厚和各个所述表面区域切片的层厚，控制所述激光增材制造设备对所述零件的核心区域和表面区域进行激光成型。
与现有技术相比，本发明提供的零件增材制造方法中，对待成型零件的三维模型的核心区域和表面区域采用不同层厚进行切片，核心区域切片的层厚大于或等于表面区域切片的层厚；并根据核心区域切片和表面区域切片的层厚数学关系，确定三维模型的扫描路径；根据三维模型的扫描路径和核心区域切片的层厚，对核心区域进行激光成型；并根据三维模型的扫描路径和表面区域切片的层厚，对表面区域进行激光成型；如此，在对零件的表面区域进行成型时，根据层厚数学关系，确定三维模型的扫描路径，并采用小层厚按照上述扫描路径进行激光成型，可以减小表面区域激光成型引起的“台阶效应”，提升了表面质量，提高了零件的合格率；在对零件的核心区域进行成型时，根据层厚数学关系，确定三维模型的扫描路径，并采用大层厚按照上述扫描路径进行激光成型，节省了成型的时间，提高了成型效率；综上所述，消除了成型效率和表面质量之间难以兼顾的问题。
第二方面，本发明还提供一种零件增材制造设备，包括处理器以及与处理器耦合的通信接口；所述处理器用于运行计算机程序或指令，以实现上述任一项所述零件增材制造方法。
第三方面，本发明还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有指令，当指令被运行时，以实现上述任一项所述零件增材制造方法。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的零件增材制造方法的流程示意图；
图2为本发明提供的采用不同层厚对核心区域和表面区域进行切片的效果示意图；
图3为本发明提供的零件增材制造装置的结构框图；
图4为本发明提供的零件增材制造设备的硬件结构示意图；
图5为本发明提供的芯片的结构框图。
具体实施方式
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
增材制造，又称3D打印，是近年来迅速发展起来的高端数字化快速制造技术，引领大批量制造模式向个性化制造模式发展，可生成任何形状、性能优异、多种材料复合的零件，广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车制造、注塑模具等领域。随着技术的发展，市场对增材制造生产的期望也越来越高，要求不断提高金属材料增材制造装备的效率、精度、可靠性。
相关技术中，增材制造工艺基于“化整为零”及“聚零为整”的思想，先将数字化三维零件模型进行切片离散及扫描路径规划，得到可控制激光束扫描的切片轮廓信息，然后通过逐层累加的形式直接制造出三维实体。切片层厚对零件表面质量和尺寸精度有极大的影响。
对于一些曲面、半封闭的类似叶片结构的零件，为了减小台阶效应，提高表面质量，采用小层厚进行打印，但是，成型效率显著降低，零件的打印成本和打印周期急剧增加；而对于常规型产品，为提高成型效率，通常会采取大层厚进行打印，但会增加表面后处理工艺，同时为适应增材制造技术，设计师也需要改变零件产品结构。
针对上述技术问题，本发明实施例提出一种零件增材制造方法，所述零件增材制造方法能够解决零件成型效率与表面质量之间难以兼顾的问题，根据不同层厚之间的数学关系对核心区域和表面区域进行成型，提高了成型效率，提升了表面质量。
本发明实施例提出的零件增材制造方法，应用于零件增材制造设备，如图1所示，包括：
步骤101：识别待成型零件的三维模型的核心区域以及覆盖在所述核心区域的外部的表面区域。
零件增材制造设备建立待成型零件的三维模型，并对上述待成型零件的三维模型进行识别，获得上述三维模型的核心区域和表面区域。其中，核心区域位于上述三维模型的内部，表面区域覆盖在核心区域的外部；上述表面区域可以包括：轮廓区域、上表面区域和下表面区域。在对表面区域进行识别时，也可以直接识别得到轮廓区域、上表面区域和下表面区域。
识别待成型零件的三维模型的核心区域和表面区域时，可以采用专用切片软件进行。需要说明的是，本发明实施例对识别待成型零件的三维模型的核心区域和表面区域采用的方式不进行限定，只要能够识别出核心区域和表面区域即可。
步骤102：对所述核心区域和所述表面区域按照不同层厚进行切片，得到不同层厚的核心区域切片和表面区域切片。
获得待成型零件的三维模型的核心区域和表面区域后，对上述核心区域和上述表面区域分别采用不同层厚进行切片，得到多个核心区域切片和多个表面区域切片。
比如：对核心区域采用层厚N进行切片，得到的核心区域切片为：核心区域切片1、核心区域切片2和核心区域切片3；上述核心区域切片1、核心区域切片2和核心区域切片3的层厚均为N；对表面区域采用层厚M进行切片，得到的表面区域切片为：表面区域切片1、表面区域切片2、表面区域切片3和表面区域切片4；上述表面区域切片1、表面区域切片2、表面区域切片3和表面区域切片4的层厚均为M。
需要说明的是，采用不同层厚对核心区域和表面区域进行切片时，可以采用专用切片软件来实现。本发明实施例对进行切片的方式不进行限定，只要能实现切片即可。
在一种可实现方式中，所述核心区域切片的层厚大于或等于所述表面区域切片的层厚。
这里，核心区域切片的层厚为N，表面区域切片的层厚为M，N大于或等于M。比如：三维模型的表面区域切片的层厚可以是20微米、25微米、30微米或35微米等；三维模型的核心区域切片的层厚可以是40微米、50微米、60微米或70微米等。
本发明通过核心区域切片的层厚与表面区域切片的层厚之间的关系，能够显著提高零件成型效率；并且通过降低表面区域切片的层厚，可避免轮廓多次扫描引起的“台阶效应”、氧化现象，降低零件轮廓位置的粉末球化和飞溅的概率，减少支撑，提高上下表面质量，同时简化表面处理工艺，提高产品合格率。
步骤103：根据所述核心区域切片和所述表面区域切片的层厚数学关系，确定所述三维模型的扫描路径。
核心区域和表面区域采用不同层厚进行切片，得到多个核心区域切片和多个表面区域切片后，根据核心区域切片和表面区域切片的层厚数学关系，确定扫描路径规划对象是否包括：各个核心区域切片和/或各个表面区域切片，并确定各个核心区域切片和/或各个表面区域切片的扫描路径，并根据各个核心区域切片和/或各个表面区域切片的扫描路径，确定三维模型的扫描路径。
比如：核心区域切片的层厚为N，表面区域切片的层厚为M，在核心区域切片和表面区域切片的层厚数学关系为：N＝CM，C为整数时，确定扫描路径规划对象包括：各个核心区域切片和各个表面区域切片，各个核心区域切片包括：核心区域切片1、核心区域切片2、核心区域切片3；各个表面区域切片包括：表面区域切片1、表面区域切片2、表面区域切片3、表面区域切片4；确定上述各个核心区域切片的扫描路径，及各个表面区域切片的扫描路径；根据上述各个核心区域切片及各个表面区域切片的扫描路径，确定三维模型的扫描路径为：表面区域切片2、表面区域切片4、核心区域切片1、表面区域切片1、表面区域切片3、核心区域切片2、核心区域切片3；其中，各个表面区域切片和各个核心区域切片按照各自的扫描路径进行激光成型。
步骤104：根据所述三维模型的扫描路径、各个所述核心区域切片的层厚和各个所述表面区域切片的层厚，控制所述激光增材制造设备对所述零件的核心区域和表面区域进行激光成型。
获得三维模型的扫描路径后，根据三维模型的扫描路径、各个核心区域切片的层厚控制激光增材制造设备对零件的核心区域进行激光成型；并根据三维模型的扫描路径、各个表面区域切片的层厚控制激光增材制造设备对零件的表面区域进行激光成型，以形成零件。
比如：核心区域切片的层厚为N，表面区域切片的层厚为M；三维模型的扫描路径为：表面区域切片1、核心区域切片1、表面区域切片2、核心区域切片2、表面区域切片3；按照上述扫描路径依次对表面区域切片1按照各自的扫描路径和层厚M进行激光成型，对核心区域切片1按照各自的扫描路径和层厚N进行激光成型，对表面区域切片2按照各自的扫描路径和层厚M进行激光成型，对核心区域切片2按照各自的扫描路径和层厚N进行激光成型，对表面区域切片3按照各自的扫描路径和层厚M进行激光成型，以分别成型零件的核心区域和表面区域。
在本发明实施例中，对待成型零件的三维模型的核心区域和表面区域采用不同层厚进行切片，核心区域切片的层厚大于或等于表面区域切片的层厚；采用大层厚对核心区域进行切片，采用小层厚对表面区域进行切片；并根据核心区域切片和表面区域切片的层厚数学关系，确定三维模型的扫描路径；根据三维模型的扫描路径和核心区域切片的层厚，对核心区域进行激光成型；并根据三维模型的扫描路径和表面区域切片的层厚，对表面区域进行激光成型；如此，在对零件的表面区域进行成型时，根据层厚数学关系，确定三维模型的扫描路径，并采用小层厚按照上述扫描路径进行激光成型，可以减小表面区域激光成型引起的“台阶效应”，提升了表面质量，提高了零件的合格率；在对零件的核心区域进行成型时，根据层厚数学关系，确定三维模型的扫描路径，并采用大层厚按照上述扫描路径进行激光成型，节省了成型的时间，提高了成型效率；综上所述，消除了成型效率和表面质量之间难以兼顾的问题。
在一种可实现方式中，所述表面区域切片至少包括：轮廓区域切片。
这里，表面区域切片可以至少包括：轮廓区域切片。对表面区域切片进行扫描路线的确定时，根据表面区域切片的具体结构位置设置，按照轮廓区域切片、上表面区域切片和下表面区域切片进行区分，各个表面区域切片均包括轮廓区域切片，因此各个表面区域切片均包含轮廓区域切片的扫描路径。
在一种可实现方式中，所述表面区域切片还包括：上表面区域切片和下表面区域切片；所述轮廓区域切片、所述上表面区域切片和所述下表面区域切片的层厚不同。
这里，表面区域切片还包括：上表面区域切片和下表面区域切片，轮廓区域切片、上表面区域切片和下表面区域切片的层厚可以不同。比如：轮廓区域切片的层厚为20微米，上表面区域切片的层厚为25微米，下表面区域切片的层厚为15微米。
在表面区域切片包括不同层厚的轮廓区域切片、上表面区域切片的情况下，可以对轮廓区域切片、上表面区域切片分别确定扫描路径，并根据轮廓区域切片、上表面区域切片各自的扫描路径对轮廓区域切片、上表面区域切片分别进行激光成型；在表面区域切片包括不同层厚的轮廓区域切片、下表面区域切片的情况下，可以对轮廓区域切片、下表面区域切片分别确定扫描路径，并根据轮廓区域切片、下表面区域切片各自的扫描路径对轮廓区域切片、下表面区域切片分别进行激光成型。
本发明中轮廓区域切片、上表面区域切片和下表面区域切片的层厚不同，在成型质量要求低时，可以采用大层厚对轮廓区域、上表面区域或下表面区域进行切片，从而提高成型效率；在成型质量要求高时，以采用小层厚对轮廓区域、上表面区域或下表面区域进行切片，从而提高成型质量。
在一种可实现方式中，所述根据所述核心区域切片和所述表面区域切片的层厚数学关系，确定所述三维模型的扫描路径，包括：根据所述核心区域切片和所述表面区域切片的层厚数学关系，确定扫描路径规划对象；根据所述扫描路径规划对象确定所述三维模型的扫描路径。
这里，核心区域切片的层厚为N，表面区域切片的层厚为M，核心区域切片和表面区域切片的层厚数学关系为N＝CM；其中，C可以为整数或分数。
当N＝CM，C为整数时，确定的扫描路径规划对象为：各个核心区域切片和各个表面区域切片，对各个核心区域切片和各个表面区域切片分别确定扫描路线，根据各个核心区域切片的扫描路线和各个表面区域切片的扫描路线，确定三维模型的扫描路径。
当N＝CM，C为分数时，确定的扫描路径规划对象为：各个表面区域切片，对各个表面区域切片确定扫描路线，根据各个表面区域切片的扫描路线，确定三维模型的扫描路径。
本发明在层厚数学关系为分数时，只确定各个表面区域切片的扫描路线，如此，提升了表面区域的成型质量；不确定各个核心区域切片的扫描路线；如此，节省了成型时间，提高了成型效率。
在一种可实现方式中，当所述核心区域切片的层厚与所述表面区域切片的层厚呈整数倍关系时，所述三维模型的扫描路径包括：所述核心区域切片的扫描路径和所述表面区域切片的扫描路径。
这里，核心区域切片的层厚为N，表面区域切片的层厚为M，核心区域切片和表面区域切片的层厚数学关系为N＝CM；其中，C为整数。三维模型的扫描路径包括：各个核心区域切片的扫描路径和各个表面区域切片的扫描路径。
比如：M为20微米，N为40微米，C为2，三维模型的各个核心区域切片和各个表面区域切片均需要规划扫描路线。
在一种可实现方式中，当所述核心区域切片的层厚与所述表面区域切片的层厚呈分数倍关系时，所述三维模型的扫描路径包括：所述表面区域切片的扫描路径。
这里，核心区域切片的层厚为N，表面区域切片的层厚为M，核心区域切片和表面区域切片的层厚数学关系为N＝CM；其中，C为分数。三维模型的扫描路径包括：各个表面区域切片的扫描路径。
比如：M为20微米，N为50微米，C为5/2，三维模型的各个表面区域切片需要规划扫描路线，未达到核心区域切片层厚前不需要规划扫描路线。
在一种可实现方式中，所述根据所述三维模型的扫描路径、各个所述核心区域切片的层厚和各个所述表面区域切片的层厚，控制所述激光增材制造设备对所述零件的核心区域和表面区域进行激光成型，包括：根据所述三维模型的扫描路径和所述核心区域切片的层厚，控制所述激光增材制造设备对所述零件的核心区域进行激光成型；根据所述三维模型的扫描路径和所述表面区域切片的层厚，控制所述激光增材制造设备对所述零件的表面区域进行激光成型。
这里，根据三维模型的扫描路径和核心区域切片的层厚N，控制激光增材制造设备对零件的核心区域逐层进行激光成型。其中，激光成型的方法可以包括：激光选区熔化方法或同轴送粉方法。
比如：三维模型的扫描路径为：表面区域切片1、核心区域切片1、表面区域切片2、核心区域切片2、表面区域切片3；按照核心区域切片的层厚N依次对核心区域切片1、核心区域切片2逐层进行激光成型。
根据三维模型的扫描路径和表面区域切片的层厚M，控制激光增材制造设备对零件的表面区域逐层进行激光成型。
比如：三维模型的扫描路径为：表面区域切片1、核心区域切片1、表面区域切片2、核心区域切片2、表面区域切片3；按照表面区域切片的层厚M依次对表面区域切片1、表面区域切片2、表面区域切片3逐层进行激光成型。
在一种可实现方式中，所述激光成型的方法包括：激光选区熔化方法或同轴送粉方法。
这里，激光选区熔化方法是以原型制造技术为基本原理发展起来的一种先进的激光增材制造技术。通过专用软件对零件三维数模进行切片分层，获得各截面的轮廓数据后，利用高能量激光束根据轮廓数据逐层选择性地熔化金属粉末，通过逐层铺粉，逐层熔化凝固堆积的方式，制造三维实体零件。
同轴送粉方法一般采用半导体光纤输出激光器和盘式气载送粉器，熔覆头采用中心出光的圆形光斑方案，光束周围环状送粉或者多束送粉，并设置由专门的保护气通道，粉束、光束与保护气流交于一点。熔覆工作时该焦点处会形成熔池，随着熔覆头与工件做相对运动，在工件表面形成覆层。
比如：采用同轴送粉方法，按照规划的扫描路径对待成型零件的各个核心区域切片和各个表面区域切片进行激光扫描沉积，逐层成型零件。又比如：采用激光选区熔化方法，按照规划的扫描路径对待成型零件的各个核心区域切片和各个表面区域切片进行激光扫描沉积，逐层成型零件。
需要说明的是，本发明对激光选区熔化方法或同轴送粉方法的技术手段、参数不作任何限定，能完成产品成型即可。
在实际应用中，对待成型零件的三维模型进行识别，获得核心区域和表面区域；对核心区域和表面区域采用不同层厚进行切片，获得多个核心区域切片和多个表面区域切片；采用激光扫描路径规划方法对多个核心区域切片或多个表面区域切片进行扫描路径的规划，然后输出激光扫描路径控制程序，并导入激光增材制造设备中，采用激光选区熔化方法或同轴送粉方法，按照设定的扫描路径控制程序逐层打印成型，完成零件的增材制造。
如图2所示，待成型零件为曲面的模具展件，原料粉末为18Ni300模具钢金属粉末，激光增材制造设备选择AVI-M250，核心区域切片21的层厚为60微米，表面区域切片包括：上表面区域切片22、轮廓区域切片23、下表面区域切片24，层厚均为30微米。本实施例制造的曲面的模具展件，成型效率高，零件表面质量高。
本发明能够达到以下技术效果：
1、本发明建立三维模型的核心区域切片的层厚N与表面区域切片的层厚M之间关系，消除成型效率与表面质量之间的矛盾问题，显著提高三维模型的核心区域成型效率，降低成本。
2、本发明通过降低表面区域切片的层厚，可减小表面区域扫描引起的“台阶效应”、氧化现象。同时较低层厚的下表面区域，可减少热输入对周围粉末的影响，粘粉较少，减少支撑添加面积，提高下表面质量，简化表面处理工艺，提高产品合格率。
3、本发明适用于一些曲面、半封闭的类似叶片结构的零件成型，设计师可根据需求，自由设计零件产品结构。
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图3示出本发明实施例提供的零件增材制造装置的结构框图。如图3所示，该零件增材制造装置30包括：通信模块301和处理模块302。
通信模块301，用于获取待成型零件的三维模型。
处理模块302，用于支持零件增材制造装置执行上述实施例中的步骤101至步骤104。
上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
在一些可能的实现方式中，上述零件增材制造装置还可以包括存储模块303，用于存储基站的程序代码和数据。
其中，处理模块可以是处理器或控制器，例如可以是中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通用处理器，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，ASIC)，现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。通信模块可以是收发器、收发电路或通信接口等。存储模块可以是存储器。
当处理模块为处理器，通信模块为通信接口，存储模块为存储器时，本发明实施例所涉及的零件增材制造装置可以为图4所示的零件增材制造设备。
图4示出了本发明实施例提供的一种零件增材制造设备的硬件结构示意图。如图4所示，该零件增材制造设备40包括处理器401和通信接口402。
如图4所示，上述处理器可以是一个通用中央处理器(central processing unit，CPU)，微处理器，专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。上述通信接口可以为一个或多个。通信接口可使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信。
如图4所示，上述零件增材制造设备还可以包括通信线路403。通信线路可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
可选的，如图4所示，该零件增材制造设备还可以包括存储器404。存储器用于存储执行本发明方案的计算机执行指令，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的计算机执行指令，从而实现本发明实施例提供的方法。
如图4所示，上述存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过通信线路与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
可选的，本发明实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本发明实施例对此不作具体限定。
在具体实现中，作为一种实施例，如图4所示，处理器401可以包括一个或多个CPU，如图4中的CPU0和CPU1。
在具体实现中，作为一种实施例，如图4所示，零件增材制造设备可以包括多个处理器，如图4中的处理器401-1和处理器401-2。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。
图5是本发明实施例提供的芯片的结构示意图。如图5所示，该芯片50包括一个或两个以上(包括两个)处理器401和通信接口402。
可选的，如图5所示，该芯片还包括存储器404，存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供操作指令和数据。存储器的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(non-volatile random access memory，NVRAM)。
在一些实施方式中，如图5所示，存储器存储了如下的元素，执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集。
在本发明实施例中，如图5所示，通过调用存储器存储的操作指令(该操作指令可存储在操作系统中)，执行相应的操作。
如图5所示，处理器控制零件增材制造设备中任一个的处理操作，处理器还可以称为中央处理单元(central processing unit，CPU)。
如图5所示，存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据。存储器的一部分还可以包括NVRAM。例如应用中存储器、通信接口以及存储器通过总线系统耦合在一起，其中总线系统除包括数据总线之外，还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见，在图5中将各种总线都标为总线系统405。
如图5所示，上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing，DSP)、ASIC、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
一种可能的实现方式中，如图5所示，通信接口用于获取待成型零件的三维模型。处理器用于执行图1所示的实施例中的零件增材制造方法的步骤101至步骤104。
一方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令被运行时，实现上述实施例中由零件增材制造设备执行的功能。
一方面，提供一种芯片，该芯片应用于电子设备中，芯片包括至少一个处理器和通信接口，通信接口和至少一个处理器耦合，处理器用于运行指令，以实现上述实施例中由零件增材制造设备执行的功能。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、终端、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD)；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘(solid state drive，SSD)。
尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种零件增材制造方法，其特征在于，包括：
识别待成型零件的三维模型的核心区域以及覆盖在所述核心区域的外部的表面区域；
对所述核心区域和所述表面区域按照不同层厚进行切片，得到不同层厚的核心区域切片和表面区域切片；所述核心区域切片的层厚大于或等于所述表面区域切片的层厚；
根据所述核心区域切片和所述表面区域切片的层厚数学关系，确定所述三维模型的扫描路径；
根据所述三维模型的扫描路径、各个所述核心区域切片的层厚和各个所述表面区域切片的层厚，控制所述激光增材制造设备对所述零件的核心区域和表面区域进行激光成型。
2.根据权利要求1所述的零件增材制造方法，其特征在于，所述表面区域切片至少包括：轮廓区域切片。
3.根据权利要求2所述的零件增材制造方法，其特征在于，所述表面区域切片还包括：上表面区域切片和下表面区域切片；所述轮廓区域切片、所述上表面区域切片和所述下表面区域切片的层厚不同。
4.根据权利要求1至3任一项所述的零件增材制造方法，其特征在于，所述根据所述核心区域切片和所述表面区域切片的层厚数学关系，确定所述三维模型的扫描路径，包括：
根据所述核心区域切片和所述表面区域切片的层厚数学关系，确定扫描路径规划对象；
根据所述扫描路径规划对象确定所述三维模型的扫描路径。
5.根据权利要求1所述的零件增材制造方法，其特征在于，当所述核心区域切片的层厚与所述表面区域切片的层厚呈整数倍关系时，所述三维模型的扫描路径包括：所述核心区域切片的扫描路径和所述表面区域切片的扫描路径。
6.根据权利要求1所述的零件增材制造方法，其特征在于，当所述核心区域切片的层厚与所述表面区域切片的层厚呈分数倍关系时，所述三维模型的扫描路径包括：所述表面区域切片的扫描路径。
7.根据权利要求1所述的零件增材制造方法，其特征在于，所述根据所述三维模型的扫描路径、各个所述核心区域切片的层厚和各个所述表面区域切片的层厚，控制所述激光增材制造设备对所述零件的核心区域和表面区域进行激光成型，包括：
根据所述三维模型的扫描路径和所述核心区域切片的层厚，控制所述激光增材制造设备对所述零件的核心区域进行激光成型；
根据所述三维模型的扫描路径和所述表面区域切片的层厚，控制所述激光增材制造设备对所述零件的表面区域进行激光成型。
8.根据权利要求7所述的零件增材制造方法，其特征在于，所述激光成型的方法包括：激光选区熔化方法或同轴送粉方法。
9.一种零件增材制造设备，其特征在于，包括处理器以及与处理器耦合的通信接口；所述处理器用于运行计算机程序或指令，以实现如权利要求1至8任一项所述零件增材制造方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，以实现如权利要求1至8任一项所述零件增材制造方法。
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