一种激光沉积/超声处理同步增材制造的自适应分层方法与流程

技术特征：
1.一种激光沉积/超声处理同步增材制造的自适应分层方法，其特征在于：步骤如下：步骤1：利用系统中的旋转平台调整超声处理装置与激光沉积头之间的相对位置，使得超声处理装置始终位于激光熔池移动方向的后面；步骤2：利用力控系统，调整超声处理工具头的位置，使得超声工具头压紧基板，并保持所需的处理压力；步骤3：依据三维模型的底面轮廓，进行第一层打印路径的规划，并按照第一层打印路径进行打印，打印时采用恒压控制策略，超声处理装置抬升一定高度δh1，此抬升高度δh1通过下位机传递给上位机，上位机进行三维模型的第二层切片，并设置此时的切片高度h1=δh1，随后规划第二层的打印路径；步骤4：上位机将打印路径传递至下位机，下位机控制运动机构准备执行第二层打印，调整超声处理装置与激光沉积头的相对位置，保持恒压控制，进行第二层打印，将第二层打印时超声处理装置的抬升量δh2，发送至分层切片程序，设置第三层的切片高度h2=δh2，并规划第三层的打印路径；步骤5：第n层打印时，调整超声处理装置与激光沉积头的相对位置，保持恒压控制，将第n层打印时超声处理装置的抬升量δh
n
发送至分层切片程序，设置第n 1层的切片高度h
n
=δh
n
，并规划第n 1层的打印路径，如此往复，直至三维模型打印完成。2.根据权利要求1所述一种激光沉积/超声处理同步增材制造的自适应分层方法，其特征在于：步骤1中所述的系统包括超声处理系统、激光沉积系统和恒力控制系统，所述超声处理系统、激光沉积系统均与所述恒力控制系统的上位机相连，并通过上位机设置超声处理参数、激光沉积参数及压力参数，并执行三维模型的自适应分层切片与路径规划。3.根据权利要求2所述一种激光沉积/超声处理同步增材制造的自适应分层方法，其特征在于：所述恒力控制系统包括上位机、下位机、力控传感器和数控运动机构，所述下位机用于实时读取数控运动机构位置信息，并直接控制所述数控运动机构。4.根据权利要求2所述一种激光沉积/超声处理同步增材制造的自适应分层方法，其特征在于：所述数控运动机构包括可连接在三维运动机构上的法兰、可实现360
°
旋转的旋转平台、连接法兰，所述连接法兰固定在所述旋转平台的下端，并通过所述旋转平台带动转动，在所述连接法兰下端连接有超声处理系统的超声处理装置和激光沉积系统的激光沉积头，所述超声处理装置通过力控传感器固定在所述连接法兰下端。5.根据权利要求4所述一种激光沉积/超声处理同步增材制造的自适应分层方法，其特征在于：所述超声处理系统包括超声处理装置和超声工具头，所述超声处理装置设置在所述力控传感器下端，在所述超声处理装置的下端安装有超声工具头。

技术总结
本发明涉及金属增材制造领域，公开了一种激光沉积/超声处理同步增材制造的自适应分层方法，利用恒力控制以及在线层高测量，动态设置三维模型的各个层的切片厚度，从而达到自适应分层的效果。主要方案包括：利用装配带力控系统的超声处理装置及数控运动机构来确定超声处理工具头的高度。基于恒压控制原理，在线获取超声处理时超声处理工具头的抬升量，并依据此抬升量确定三维模型下一层分层切片时的层高，从而实现自适应分层。本发明方法有效减小了激光沉积/超声处理同步增材过程中模型切片设计层高与实际沉积层厚之间的差异，有助于实现增材制造的近净成形。实现增材制造的近净成形。实现增材制造的近净成形。


技术研发人员：张晓强 李瑞峰 赵悦 岳航宇 李涛涛
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：2021.10.29
技术公布日：2022/1/21