一種用于增材制造三維物體的掃描方法技術

本發明專利技術公開了一種用于增材制造三維物體的掃描方法，包括設置某一值作為三維物體表層區域閾值，然后根據該閾值將三維物體整體分為表層區域和內部區域，并對表層區域采用小光斑熱源掃描，對內部區域采用大光斑熱源掃描，完成掃描。通過本發明專利技術，用戶可以根據加工要求自由設置表層區域厚度閾值，將三維物體單層切片待掃描區域劃分為表層區域和內部區域，進而采用不同的掃描參數對表層區域和內部區域進行分區域掃描，既保證了三維物體的加工精度，又提高了三維物體的掃描加工效率。用戶還可以根據加工要求，采用掃描多層表層區域后，進行一次內部區域的掃描加工的掃描策略，最大程度上均衡了加工精度和加工效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于增材制造
，涉及一種用于增材制造三維物體的掃描方法。
技術介紹
現有技術在對實心三維物體進行分層掃描加工時，針對整個零件單層切片待掃描區域均采用相同的激光參數進行掃描加工，然而對于大部分實心三維物體而言，其對三維物體內部的加工精度要求遠沒有對零件表面精度的要求高，采用現有的掃描加工方法，在進行三維物體內部掃描加工時消耗了大量的時間，特別是對于大尺寸三維物體，嚴重影響了三維物體的掃描加工效率。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于增材制造三維物體的掃描方法，解決了現有三維物體內部掃描加工時效率低的問題。本專利技術所采用的技術方案是，一種用于增材制造三維物體的掃描方法，包括：設置某一值作為三維物體表層區域閾值，然后根據該閾值將三維物體整體分為表層區域和內部區域，并對表層區域采用小光斑熱源掃描，對內部區域采用大光斑熱源掃描，完成掃描。本專利技術的特點還在于，包括以下步驟：步驟1：輸入三維物體模型的m層切片文件、表層區域閾值L1、內部區域多層單燒系數c，三維物體沿Z軸方向的總高度H、單層切片厚度Δh，第i層切片為當前層切片，其中，1≤i≤m，表示取整，m、i、c均為整數；步驟2：若i·Δh≤L1或H－(i·Δh)≤L1，跳至步驟6；否則，跳至步驟3；步驟3：將當前層切片輪廓線向輪廓范圍內偏置L1，得到的偏置輪廓線(5)將該層切片待掃描區域劃分為表層區域和內部區域；步驟4：對由步驟3得到的該層切片的表層區域采用小光斑熱源進行掃描；步驟5：若為大于等于1的整數，則對該層切片的內部區域采用大光斑熱源進行掃描，否則，對該層切片的內部區域不執行掃描，跳至步驟7；步驟6：對當前層切片待掃描區域采用小光斑熱源進行掃描；步驟7：更新i值，得到的第i層切片作為當前層切片，跳至步驟2直至完成三維物體所有層切片的掃描，完成三維物體掃描成型。對表層區域和內部區域結合處采用大小光斑熱源搭接方式進行掃描。內部區域多層單燒系數2≤c≤4。步驟5為：若為大于等于1的整數，則對該層切片的內部區域在X和/或Y方向上輪廓的截面寬度小于兩倍搭接寬度的區域采用小光斑熱源進行掃描，對該層切片的其余內部區域采用大光斑熱源進行掃描；否則，對該層切片的內部區域不執行掃描，跳至步驟7。表層區域閾值由用戶根據三維物體加工精度要求設定。熱源包括激光束、電子束和等離子束。掃描方法包括激光選區燒結、激光選區熔化、電子束選區熔化。本專利技術的有益效果是：一種用于增材制造三維物體的掃描方法，用戶可以根據加工要求自由設置表層區域厚度閾值，將三維物體單層切片待掃描區域劃分為表層區域和內部區域，進而采用不同的掃描參數對表層區域和內部區域進行分區域掃描，既保證了三維物體的加工精度，又提高了三維物體的掃描加工效率。用戶還可以根據加工要求，采用掃描多層表層區域后，進行一次內部區域的掃描加工的掃描策略，最大程度上均衡了加工精度和加工效率。附圖說明圖1是本專利技術一種用于增材制造三維物體的掃描方法中選用不同大小光斑對零件進行燒結的示意圖；圖2是本專利技術掃描方法中對待零件進行分區的示意圖；圖3是本專利技術掃描方法中對待零件進行分區的俯視圖；圖4是本專利技術實施例2步驟5中當某層零件內部區域截面寬度小于兩倍搭接寬度時的示意圖；圖5是本專利技術實施例2步驟5中的燒結的示意圖。圖中，1.大光斑熱源，2.小光斑熱源，3.三維物體，4.表層區域，5.偏置輪廓線，6.內部區域。具體實施方式下面結合附圖及實施例對本專利技術進行詳細說明。本專利技術一種用于增材制造三維物體的掃描方法，包括：設置某一值作為三維物體3表層區域4閾值，根據該閾值將三維物體3劃分為表層區域4和內部區域6，如圖1所示，對表層區域4采用小光斑熱源2進行掃描，對內部區域6采用大光斑熱源進行掃描，其中熱源包括激光束、電子束和等離子束；掃描方法包括激光選區燒結、激光選區熔化、電子束選區熔化。實施例1：進一步地，在保證三維物體3加工精度的前提下，為了進一步提高三維物體3的加工效率，對既包含表層區域4又包含內部區域6的切片進行掃描時，小光斑熱源2按照掃描路徑，每掃描c層切片的表層區域4后，大光斑熱源1對該c層切片的內部區域6進行一次整體掃描，其中，c為內部區域6多層單燒系數，c為整數。其具體實施步驟如下：步驟1：輸入三維物體3模型的m層切片文件、表層區域4閾值L1、內部區域6多層單燒系數c，三維物體3沿Z軸方向的總高度H、單層切片厚度Δh，第i層切片為當前層切片，其中，1≤i≤m，表示取整，m、i、c均為整數，且2≤c≤4，表層區域4閾值由用戶根據三維物體3加工精度要求設定；步驟2：若i·Δh≤L1或H－(i·Δh)≤L1，跳至步驟6；否則，跳至步驟3；步驟3：將當前層切片輪廓線向輪廓范圍內偏置L1，如圖2及圖3所示，得到的偏置輪廓線5將該層切片待掃描區域劃分為表層區域4和內部區域6；步驟4：對由步驟3得到的該層切片的表層區域4采用小光斑熱源2進行掃描，對表層區域4和內部區域6結合處采用大小光斑熱源2搭接方式進行掃描；步驟5：若為大于等于1的整數，則對該層切片的內部區域6采用大光斑熱源1進行掃描，否則，對該層切片的內部區域6不執行掃描，跳至步驟7；步驟6：對當前層切片待掃描區域采用小光斑熱源2進行掃描；步驟7：更新i值，得到的第i層切片作為當前層切片，跳至步驟2直至完成三維物體3所有層切片的掃描，完成三維物體3掃描成型。實施例2：為了更進一步提高三維物體3的加工效率，在完成三維物體3單層切片表層區域4和內部區域6劃分后，若內部區域6在X和/或Y方向上輪廓的截面寬度小于兩倍搭接寬度時，則在三維物體3截面內部區域6在X和/或Y方向上輪廓的截面寬度小于兩倍搭接寬度的區域采用小光斑熱源2進行掃描，其余內部區域6采用大光斑熱源1進行掃描。具體實施步驟如下：步驟1：輸入三維物體3模型的m層切片文件、表層區域4閾值L1、內部區域6多層單燒系數c，三維物體3沿Z軸方向的總高度H、單層切片厚度Δh，第i層切片為當前層切片，其中，1≤i≤m，表示取整，m、i、c均為整數，且2≤c≤4，表層區域4閾值由用戶根據三維物體3加工精度要求設定；步驟2：若i·Δh≤L1或H－(i·Δh)≤L1，跳至步驟6；否則，跳至步驟3；步驟3：將當前層切片輪廓線本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于增材制造三維物體的掃描方法，其特征在于，包括：設置某一值作為三維物體(3)表層區域(4)閾值，根據所述閾值將三維物體(3)劃分為表層區域(4)和內部區域(6)，并對所述表層區域(4)采用小光斑熱源(2)進行掃描，對所述內部區域(6)采用大光斑熱源(1)進行掃描。

【技術特征摘要】
1.一種用于增材制造三維物體的掃描方法，其特征在于，包括：設置某
一值作為三維物體(3)表層區域(4)閾值，根據所述閾值將三維物體(3)
劃分為表層區域(4)和內部區域(6)，并對所述表層區域(4)采用小光斑
熱源(2)進行掃描，對所述內部區域(6)采用大光斑熱源(1)進行掃描。
2.根據權利要求1所述的一種用于增材制造三維物體的掃描方法，其特
征在于，包括以下步驟：
步驟1：輸入三維物體(3)模型的m層切片文件、表層區域(4)閾值
L1、內部區域(6)多層單燒系數c，三維物體(3)沿Z軸方向的總高度H、
單層切片厚度Δh，第i層切片為當前層切片，其中，表示取整，m、i、c均為整數；
步驟2：若i·Δh≤L1或H－(i·Δh)≤L1，跳至步驟6；否則，跳至步驟3；
步驟3：將當前層切片輪廓線向輪廓范圍內偏置L1，得到的偏置輪廓線
(5)將該層切片待掃描區域劃分為表層區域(4)和內部區域(6)；
步驟4：對由步驟3得到的該層切片的表層區域(4)采用小光斑熱源(2)
進行掃描；
步驟5：若為大于等于1的整數，則對該層切片的內部區域(6)采
用大光斑熱源(1)進行掃描，否則，對該層切片的內部區域(6)不執行掃
描，跳至步驟7；
步驟6：對當前層切片待掃描區域采用小光斑熱源(2)進行掃描；
步驟7：更新i值，得到的第i層切片作為當前層切片，跳至...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊東輝，薛蕾，
申請(專利權)人：西安鉑力特激光成形技術有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61