CN114951697B - 一种基于slm技术的3d打印扫描方法 - Google Patents

一种基于slm技术的3d打印扫描方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，属于电子技术领域，通过在进行SLM打印时，将扫描区域划分为完整区域和不完整区域，分区采用不同的扫描策略，优先选择温度低的区域进行扫描，解决了对复杂模型进行分区扫描，减小翘曲变形，减少复杂的扫描轨迹计算的技术问题，本发明使得加工区域尽可能的采用螺旋扫描策略，极大的减小了工件成型后的表面粗糙度，且降低了翘曲变形，降低了计算的复杂程度，且尽可能的减小了采用单向扫描或Z型扫描的扫描区域的面积，本发明采用分区分时加工，保证每一个加工区域的温度变化均在预设范围之内，使工件内应力更加均匀。

Description

一种基于SLM技术的3D打印扫描方法
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，尤其涉及一种基于SLM技术的3D打印扫描方法。
背景技术
SLM即激光选区熔化(Selective laser melting)技术是金属3D打印的一种，其成型原理是将设计的三维模型离散成一层一层的轮廓信息，控制激光束扫描金属粉末形成熔道，熔道相互搭接形成层面，逐个层面堆叠成三维金属零件。
SLM扫描策略在加工时尤为重要，SLM扫描策略包括很多中，最常用的有螺旋扫描、单向扫描和Z型扫描。
对于螺旋扫描：
优点为：成形的样件精度更高，其原因为螺旋线扫描策的扫描路径从外围四周逐渐向内行进，已熔融区域会将能量从四周向内传递给内部粉末，对未熔融区域进行预热，随着扫描路径的向内推进，整个粉末层温度梯度逐渐降低，从而使得激光能量能较为均匀的分布在整个熔融层上，削弱打印过程中产生的应力以及冷却过程中的残余应力，减小成型件的翘曲变形。
缺点为：对于拥有复杂轮廓的模型，其在轮廓边缘的扫描路径计算复杂，螺旋扫描部分的轨迹计算需要大量的编程修正。
对于单向扫描和Z型扫描：
优点为：扫描路径单一，不涉及复杂的路径计算；
缺点为：先熔融的区域会将能量沿扫描方向传递给相邻未熔融区域，产生热累积效应，翘曲变形的程度较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，解决了对复杂模型进行分区扫描，减小翘曲变形，减少复杂的扫描轨迹计算的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，包括如下步骤：
步骤1：解析待打印的模型文件，获取待打印模型的每一层的截面模型；
步骤2：预设单元图形，将单元图形再次划分为两个元图形，利用单元图形将截面模型进行网格化划分，根据截面模型的轮廓与单元图形之间的位置关系，筛选出参与实体扫描的单元图形，即扫描区域，并根据扫描区域是否完全被包含在截面模型的轮廓中的原则，将扫描区域划分为完整区域和不完整区域；
对于不完整区域，根据是否包含元图形的原则将不完整区域再次划分成元图形和不规则区域；将不包含元图形的不完整区域归类为不规则区域；
对于所有完整区域和元图形均采用相同的扫描策略，对于所有不规则区域均采用单向扫描策略；
按照临近区域扫描方向不同的原则，设定每一个扫描区域的扫描方向；
步骤3：设定一个时间阈值，记录每一个扫描区域的扫描完成时间，根据扫描完成时间和时间阈值进行对比的结果，将扫描区域划分为高温区域和低温区域；
步骤4：选择一个未扫描的扫描区域，查找该扫描区域的所有临近区域是否有高温区域：是，则重新选择一个扫描区域并重新执行步骤4；否，则按照步骤2设定的扫描策略和扫描方向对该扫描区域进行扫描；
步骤5：重复执行步骤4，直到完成对所有扫描区域的扫描。
优选的，在执行步骤2时，具体包括如下步骤：
步骤Y1：根据截面模型的面积大小，预设单元扫描区域的形状和面积，生产单元图形，然后利用单元图形将截面模型进行网格化划分；
设定将一个单元图形在几何层面上进行等面积划分，得到两个元图形；
步骤Y2：利用步骤Y1的网格化划分结果，获取所有参与实体扫描的单元图形，即扫描区域，为每一个扫描区域标注名称以及序列号；
扫描区域具体为位于截面模型的轮廓内的单元图形；
步骤Y3：对所有扫描区域进行分类，根据单元图形的完整性，将扫描区域区分为完整区域和不完整区域；
并分别建立完整区域集合和不完整区域集合，并根据扫描区域的名称以及序列号分别对完整区域集合和不完整区域集合建立索引；
步骤Y4：在完整区域集合中，对所有完整区域均设定为同一种扫描策略；
步骤Y5：在不完整区域集合中，根据是否包含元图形的原则，对每一个不完整区域进行区分：
若一个不完整区域中包含了一个元图形，则将元图形划分出来，将该不完整区域划分为一个元图形和一个不规则图形，将元图形进行名称和序列号标记后，放入元图形集合中，将不规则图形进行名称和序列号标记后放入不规则区域集合中；
若一个不完整区域不包含至少一个完整的元图形，则将该不完整区域放入不规则区域集合中；
步骤Y6：按照步骤Y5的方法对不完整区域集合中的所有不完整区域均进行区分；
步骤Y7：对于所有元图形均按照与完整区域均设定为相同的扫描策略，对于所有不规则区域均设定为单向扫描策略或Z型扫描策略；
步骤Y8：按照临近区域扫描方向不同的原则，设定每一个扫描区域的扫描方向。
优选的，在执行步骤Y3时，完整区域和不完整区域的划分由单元图形与截面模型的轮廓之间的位置关系决定，完全处于轮廓内的单元图形即为完整区域，不完全处于轮廓内的单元图形即为不完整区域。
优选的，所述临近区域扫描方向不同的原则为对于两个相邻的扫描区域采用的扫描方向不同；
所述扫描策略为激光扫描时所选择的扫描轨迹，包括螺旋扫描策略、单向扫描策略或Z型扫描策略。
优选的，是否包含元图形的原则为判断在一个不完整区域中是否包含有一个完整的元图形。
优选的，在执行步骤3到步骤5时，具体包括如下步骤：
步骤X1：根据每一个扫描区域的扫描完成时间建立扫描完成时间列表，并对所有扫描区域的扫描完成时间进行更新；
步骤X2：选择一个未扫描的扫描区域A，并获取所有扫描区域A的临近区域，建立临近区域列表；
步骤X3：在临近区域列表中根据序列号的顺序选择一个从未选择过的临近区域B，判断临近区域B是否扫描过：是，则执行步骤X4，否，则执行步骤X5；
步骤X4：将临近区域B的扫描完成时间与预设时间阈值对比：是否超出预设时间阈值：是，则将临近区域B归类为低温区域，执行步骤步骤X6；否则将临近区域B归类为高温区域,执行步骤步骤X6；
步骤X5：判断是否已经对扫描区域A的所有临近区域均进行了归类：是，则将临近区域B归类为低温区，执行步骤X7；否，则将临近区域B归类为低温区，执行步骤X3；
步骤X6：判断是否已经对扫描区域A的所有临近区域均进行了归类：是则执行步骤X7；否则执行步骤X3；
步骤X7：判断扫描区域A的临近区域中是否有高温区域：是则跳过扫描区域A，并执行步骤X10；否，则执行步骤X8；
步骤X8：对扫描区域A进行扫描；
步骤X9：记录扫描区域A的扫描完成时间；
步骤X10：刷新扫描完成时间列表；
步骤X11：结束。
优选的，在执行步骤X8时，根据步骤2中设定的扫描方向和扫描策略进行扫描。
本发明所述的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，解决了对复杂模型进行分区扫描，减小翘曲变形，减少复杂的扫描轨迹计算的技术问题，本发明将SLM加工时采用的最小单元图形又一次进行了分类，使得加工区域尽可能的采用螺旋扫描策略，极大的减小了工件成型后的表面粗糙度，且降低了翘曲变形，本发明在临近轮廓的区域采用单向扫描或Z型扫描，降低了计算的复杂程度，且尽可能的减小了采用单向扫描或Z型扫描的扫描区域的面积，最大限度的保证工件质量的同时，还降低了加工难度，本发明采用分区分时加工，保证每一个加工区域的温度变化均在预设范围之内，使工件内应力更加均匀。
附图说明
图1是本发明的主流程图；
图2是本发明的步骤3到步骤5的流程图；
图3是本发明的对不完整区域进行划分的流程图；
图4是本发明的一个具有弧形轮廓的工件截面被网格化后的示意图；
图5是本发明的第二单元图形3的扫描策略图；
图6是本发明的第三单元图形4的扫描策略图；
图中：工件1、矩形单元2、第二单元图形3、第三单元图形4、第一单元图形5、三角形6、不规则图形7、对角线8。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
由图1-图6所示的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，包括如下步骤：
步骤1：解析待打印的模型文件，获取待打印模型的每一层的截面模型；
待打印的模型文件为STL文件，本实施例中，在读取STL文件后，进行切片以获取分成后的截面模型，以及截面模型的封闭轮廓。
步骤2：预设单元图形，将单元图形再次划分为两个元图形，利用单元图形将截面模型进行网格化划分，根据截面模型的轮廓与单元图形之间的位置关系，筛选出参与实体扫描的单元图形，即扫描区域，并根据扫描区域是否完全被包含在截面模型的轮廓中的原则，将扫描区域划分为完整区域和不完整区域；
单元图形的面积和形状均由工件的截面的面积和图形决定，本实施例中，采用矩形作为单元图形，其面积根据工件的面积制定。
对于不完整区域，根据是否包含元图形的原则将不完整区域再次划分成元图形和不规则区域；将不包含元图形的不完整区域归类为不规则区域；
对于所有完整区域和元图形均采用相同的扫描策略，对于所有不规则区域均采用单向扫描策略；
按照临近区域扫描方向不同的原则，设定每一个扫描区域的扫描方向；
具体包括如下步骤：
步骤Y1：根据截面模型的面积大小，预设单元扫描区域的形状和面积，生产单元图形，然后利用单元图形将截面模型进行网格化划分；
设定将一个单元图形在几何层面上进行等面积划分，得到两个元图形；
步骤Y2：利用步骤Y1的网格化划分结果，获取所有参与实体扫描的单元图形，即扫描区域，为每一个扫描区域标注名称以及序列号；
扫描区域具体为位于截面模型的轮廓内的单元图形；
步骤Y3：对所有扫描区域进行分类，根据单元图形的完整性，将扫描区域区分为完整区域和不完整区域；
完整区域和不完整区域的划分由单元图形与截面模型的轮廓之间的位置关系决定，完全处于轮廓内的单元图形即为完整区域，不完全处于轮廓内的单元图形即为不完整区域。
并分别建立完整区域集合和不完整区域集合，并根据扫描区域的名称以及序列号分别对完整区域集合和不完整区域集合建立索引；
步骤Y4：在完整区域集合中，对所有完整区域均设定为同一种扫描策略；
步骤Y5：在不完整区域集合中，根据是否包含元图形的原则，对每一个不完整区域进行区分：
若一个不完整区域中包含了一个元图形，则将元图形划分出来，将该不完整区域划分为一个元图形和一个不规则图形，将元图形进行名称和序列号标记后，放入元图形集合中，将不规则图形进行名称和序列号标记后放入不规则区域集合中；
若一个不完整区域不包含至少一个完整的元图形，则将该不完整区域放入不规则区域集合中；
步骤Y6：按照步骤Y5的方法对不完整区域集合中的所有不完整区域均进行区分；
步骤Y7：对于所有元图形均按照与完整区域均设定为相同的扫描策略，对于所有不规则区域均设定为单向扫描策略或Z型扫描策略；
步骤Y8：按照临近区域扫描方向不同的原则，设定每一个扫描区域的扫描方向。
所述临近区域扫描方向不同的原则为对于两个相邻的扫描区域采用的扫描方向不同。
所述扫描策略为激光扫描时所选择的扫描轨迹，包括螺旋扫描策略、单向扫描策略或Z型扫描策略。
SLM成形过程中，上表面粉末激光直接熔融成形，侧表面主要通过热传导方式熔化粉末成形，这就导致的工件侧表面粗糙度值均高于上表面的粗糙度值。采用螺旋线扫描策略成形的样件相邻侧表面粗糙度值相差不大，并且整体表面粗糙度值优于单向扫描策略或Z型扫描策略。
是否包含元图形的原则为判断在一个不完整区域中是否包含有一个完整的元图形。
如图4和图3所示，图中示意了一个具有弧形轮廓的工件截面以及对不完整区域进行划分的流程，其中，工件1由单元图形进行了网格化划分，如所示的矩形单元2，在工件1的轮廓内，存在三种单元图形，第一种为完整的单元图形，如第一单元图形5，第二种为包含了一个完整的元图形的单元图形，如第二单元图形3，第三种为不包含完整的元图形的单元图形，如第三单元图形4，本实施例中，单元图形为矩形，元图形为通过矩形的对角线将矩形成的两个面积相等的三角形。
对于第一单元图形5，本实施例中均采用螺旋扫描策略进行扫，两个相邻的单元图形5的扫描方向相反。
对于第二单元图形3，如图5所示，其对角线8可以将第二单元图形3划分为一个完整的元图形和一个不规则区域，即三角形6和不规则图形7，其中，不规则图形7的一个边为工件1的轮廓的部分，本实施例中，三角形6仍然采用螺旋扫描策略，由于三角形6的形状规则且面积一定，可以采用预设轨迹进行扫描，计算和编程比较简单，而对于不规则图形7，由于其有一个边是工件1的轮廓，其形状和面积都不容易确定，若依然采用螺旋扫描策略，则需要大量的轨迹计算，在本实施例中，对不规则图形7采用单相扫描策略进行扫描，极大的减小了轨迹计算，由于本实施例将单元图形又一次通过对角线进行了划分，使不规则图形7的面积做到了最小化，极大的保证了加工工件具有较低的粗糙度。
本实施例中，在对第二单元图形3进行加工时，优先加工元图形。
对于第三单元图形4，如图6所示，由于其无法通过对角线进行划分，即不包含至少一个完整的元图形，所以本实施例中，对第三单元图形4整体采用单相扫描策略进行扫描，以方便加工编程。
步骤3：设定一个时间阈值，记录每一个扫描区域的扫描完成时间，根据扫描完成时间和时间阈值进行对比的结果，将扫描区域划分为高温区域和低温区域；
步骤4：选择一个未扫描的扫描区域，查找该扫描区域的所有临近区域是否有高温区域：是，则重新选择一个扫描区域并重新执行步骤4；否，则按照步骤2设定的扫描策略和扫描方向对该扫描区域进行扫描；
步骤5：重复执行步骤4，直到完成对所有扫描区域的扫描。
优选的，在执行步骤3到步骤5时，具体包括如下步骤：
步骤X1：根据每一个扫描区域的扫描完成时间建立扫描完成时间列表，并对所有扫描区域的扫描完成时间进行更新；
步骤X2：选择一个未扫描的扫描区域A，并获取所有扫描区域A的临近区域，建立临近区域列表；
步骤X3：在临近区域列表中根据序列号的顺序选择一个从未选择过的临近区域B，判断临近区域B是否扫描过：是，则执行步骤X4，否，则执行步骤X5；
步骤X4：将临近区域B的扫描完成时间与预设时间阈值对比：是否超出预设时间阈值：是，则将临近区域B归类为低温区域，执行步骤步骤X6；否则将临近区域B归类为高温区域,执行步骤步骤X6；
步骤X5：判断是否已经对扫描区域A的所有临近区域均进行了归类：是，则将临近区域B归类为低温区，执行步骤X7；否，则将临近区域B归类为低温区，执行步骤X3；
步骤X6：判断是否已经对扫描区域A的所有临近区域均进行了归类：是则执行步骤X7；否则执行步骤X3；
步骤X7：判断扫描区域A的临近区域中是否有高温区域：是则跳过扫描区域A，并执行步骤X10；否，则执行步骤X8；
步骤X8：根据步骤2中设定的扫描方向和扫描策略，对扫描区域A进行扫描进行扫描；
步骤X9：记录扫描区域A的扫描完成时间；
步骤X10：刷新扫描完成时间列表；
步骤X11：结束。
由于熔池的快速加热和快速冷却造成的高温温度梯度会诱导残余应力的形成。高温温度梯度会造成较高的残余应力，从而影响机械性能，如强度、韧性和疲劳强度等，本实施例中，将有选择性的选择温度较低的区域进行优选加工，如图4所示，矩形单元2为一个未加工区域，而矩形单元2的临近区域则有3个单元图形已经加过完毕，本实施例中，对每一个单元图形的加工完成时间进行记录，并设定时间阈值，当矩形单元2的任意一个临近区域的加工完成时间在时间阈值之内时，则表明该临近区域属于刚加工完，其温度并为降低到理想的温度，此时则不选择矩形单元2进行加工。
如果矩形单元2的所有临近区域均在时间阈值之外，则表明此时矩形单元2的温度到达理想温度，此时优先对矩形单元2进行加工，从而保证了每一个加工区域均是在理想温度开始加工，尽可能的降低了高温温度梯度的出现。
本发明所述的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，解决了对复杂模型进行分区扫描，减小翘曲变形，减少复杂的扫描轨迹计算的技术问题，本发明将SLM加工时采用的最小单元图形又一次进行了分类，使得加工区域尽可能的采用螺旋扫描策略，极大的减小了工件成型后的表面粗糙度，且降低了翘曲变形，本发明在临近轮廓的区域采用单向扫描或Z型扫描，降低了计算的复杂程度，且尽可能的减小了采用单向扫描或Z型扫描的扫描区域的面积，最大限度的保证工件质量的同时，还降低了加工难度，本发明采用分区分时加工，保证每一个加工区域的温度变化均在预设范围之内，使工件内应力更加均匀。
本发明实施例另一方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令(例如软件程序指令等)，该指令用于使得机器执行本申请上述的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法。另外，本发明实施例又一方面提供一种3D打印机，该3D打印机用于执行本申请上述的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法。
关于本发明实施例的3D打印机及机器可读存储介质的更具体的细节和效果可以参照上文关于方法实施例的描述，在此便不再赘述。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (7)

1.一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：解析待打印的模型文件，获取待打印模型的每一层的截面模型；
步骤2：预设单元图形，将单元图形再次划分为两个元图形，利用单元图形将截面模型进行网格化划分，根据截面模型的轮廓与单元图形之间的位置关系，筛选出参与实体扫描的单元图形，即扫描区域，并根据扫描区域是否完全被包含在截面模型的轮廓中的原则，将扫描区域划分为完整区域和不完整区域；
对于不完整区域，根据是否包含元图形的原则将不完整区域再次划分成元图形和不规则区域；将不包含元图形的不完整区域归类为不规则区域；
对于所有完整区域和元图形均采用相同的扫描策略，对于所有不规则区域均采用单向扫描策略；
按照临近区域扫描方向不同的原则，设定每一个扫描区域的扫描方向；
步骤3：设定一个时间阈值，记录每一个扫描区域的扫描完成时间，根据扫描完成时间和时间阈值进行对比的结果，将扫描区域划分为高温区域和低温区域；
步骤4：选择一个未扫描的扫描区域，查找该扫描区域的所有临近区域是否有高温区域：是，则重新选择一个扫描区域并重新执行步骤4；否，则按照步骤2设定的扫描策略和扫描方向对该扫描区域进行扫描；
步骤5：重复执行步骤4，直到完成对所有扫描区域的扫描。
2.如权利要求1所述的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，其特征在于：在执行步骤2时，具体包括如下步骤：
步骤Y1：根据截面模型的面积大小，预设单元扫描区域的形状和面积，生产单元图形，然后利用单元图形将截面模型进行网格化划分；
设定将一个单元图形在几何层面上进行等面积划分，得到两个元图形；
步骤Y2：利用步骤Y1的网格化划分结果，获取所有参与实体扫描的单元图形，即扫描区域，为每一个扫描区域标注名称以及序列号；
扫描区域具体为位于截面模型的轮廓内的单元图形；
步骤Y3：对所有扫描区域进行分类，根据单元图形的完整性，将扫描区域区分为完整区域和不完整区域；
并分别建立完整区域集合和不完整区域集合，并根据扫描区域的名称以及序列号分别对完整区域集合和不完整区域集合建立索引；
步骤Y4：在完整区域集合中，对所有完整区域均设定为同一种扫描策略；
步骤Y5：在不完整区域集合中，根据是否包含元图形的原则，对每一个不完整区域进行区分：
若一个不完整区域中包含了一个元图形，则将元图形划分出来，将该不完整区域划分为一个元图形和一个不规则图形，将元图形进行名称和序列号标记后，放入元图形集合中，将不规则图形进行名称和序列号标记后放入不规则区域集合中；
若一个不完整区域不包含至少一个完整的元图形，则将该不完整区域放入不规则区域集合中；
步骤Y6：按照步骤Y5的方法对不完整区域集合中的所有不完整区域均进行区分；
步骤Y7：对于所有元图形均按照与完整区域均设定为相同的扫描策略，对于所有不规则区域均设定为单向扫描策略或Z型扫描策略；
步骤Y8：按照临近区域扫描方向不同的原则，设定每一个扫描区域的扫描方向。
3.如权利要求2所述的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，其特征在于：在执行步骤Y3时，完整区域和不完整区域的划分由单元图形与截面模型的轮廓之间的位置关系决定，完全处于轮廓内的单元图形即为完整区域，不完全处于轮廓内的单元图形即为不完整区域。
4.如权利要求2所述的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，其特征在于：所述临近区域扫描方向不同的原则为对于两个相邻的扫描区域采用的扫描方向不同；
所述扫描策略为激光扫描时所选择的扫描轨迹，包括螺旋扫描策略、单向扫描策略或Z型扫描策略。
5.如权利要求2所述的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，其特征在于：是否包含元图形的原则为判断在一个不完整区域中是否包含有一个完整的元图形。
6.如权利要求1所述的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，其特征在于：在执行步骤3到步骤5时，具体包括如下步骤：
步骤X1：根据每一个扫描区域的扫描完成时间建立扫描完成时间列表，并对所有扫描区域的扫描完成时间进行更新；
步骤X2：选择一个未扫描的扫描区域A，并获取所有扫描区域A的临近区域，建立临近区域列表；
步骤X3：在临近区域列表中根据序列号的顺序选择一个从未选择过的临近区域B，判断临近区域B是否扫描过：是，则执行步骤X4，否，则执行步骤X5；
步骤X4：将临近区域B的扫描完成时间与预设时间阈值对比：是否超出预设时间阈值：是，则将临近区域B归类为低温区域，执行步骤步骤X6；否则将临近区域B归类为高温区域,执行步骤步骤X6；
步骤X5：判断是否已经对扫描区域A的所有临近区域均进行了归类：是，则将临近区域B归类为低温区，执行步骤X7；否，则将临近区域B归类为低温区，执行步骤X3；
步骤X6：判断是否已经对扫描区域A的所有临近区域均进行了归类：是则执行步骤X7；否则执行步骤X3；
步骤X7：判断扫描区域A的临近区域中是否有高温区域：是则跳过扫描区域A，并执行步骤X10；否，则执行步骤X8；
步骤X8：对扫描区域A进行扫描；
步骤X9：记录扫描区域A的扫描完成时间；
步骤X10：刷新扫描完成时间列表；
步骤X11：结束。
7.如权利要求6所述的一种基于SLM技术的3D打印扫描方法，其特征在于：在执行步骤X8时，根据步骤2中设定的扫描方向和扫描策略进行扫描。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106077638A (zh) * 2016-05-31 2016-11-09 合肥工业大学 一种用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法
CN108883575A (zh) * 2016-02-18 2018-11-23 维洛3D公司 准确的三维打印
CN109047759A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 南京理工大学 一种提高层间强度和减少翘曲变形的激光扫描方法
CN111299577A (zh) * 2020-02-29 2020-06-19 华中科技大学 一种基于智能扫描路径规划的slm成形方法及产品
CN112406107A (zh) * 2020-05-21 2021-02-26 桂林理工大学 一种基于slm技术的3d打印扫描方法及3d打印机
CN112475316A (zh) * 2020-11-05 2021-03-12 上海云铸三维科技有限公司 一种复合强化的激光熔化扫描方法
CN112893871A (zh) * 2021-01-20 2021-06-04 贵州大学 一种铝镁合金3d打印构件接续制造的方法
CN113351885A (zh) * 2021-08-11 2021-09-07 西安赛隆金属材料有限责任公司 高能束扫描路径规划方法、增材制造方法及装置
CN113385690A (zh) * 2021-06-16 2021-09-14 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 基于金属面曝光选区激光熔化技术的扫描路径设计方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108941560B (zh) * 2018-07-27 2019-06-11 中南大学 一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108883575A (zh) * 2016-02-18 2018-11-23 维洛3D公司 准确的三维打印
CN106077638A (zh) * 2016-05-31 2016-11-09 合肥工业大学 一种用于增材制造的蜂窝式分区扫描方法
CN109047759A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 南京理工大学 一种提高层间强度和减少翘曲变形的激光扫描方法
CN111299577A (zh) * 2020-02-29 2020-06-19 华中科技大学 一种基于智能扫描路径规划的slm成形方法及产品
CN112406107A (zh) * 2020-05-21 2021-02-26 桂林理工大学 一种基于slm技术的3d打印扫描方法及3d打印机
CN112475316A (zh) * 2020-11-05 2021-03-12 上海云铸三维科技有限公司 一种复合强化的激光熔化扫描方法
CN112893871A (zh) * 2021-01-20 2021-06-04 贵州大学 一种铝镁合金3d打印构件接续制造的方法
CN113385690A (zh) * 2021-06-16 2021-09-14 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 基于金属面曝光选区激光熔化技术的扫描路径设计方法
CN113351885A (zh) * 2021-08-11 2021-09-07 西安赛隆金属材料有限责任公司 高能束扫描路径规划方法、增材制造方法及装置

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