CN113245560A - 一种快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，包括：S1、设计测试工件的打印模型，其中，测试工件包括倾斜面结构、曲面结构、侧通孔结构和悬臂梁结构；S2、按照打印模型在基板上打印出n₁个形状相同的测试工件，每个测试工件对应一组基础成形参数；S3、对每个测试工件进行检测，获得每个测试工件对应的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数；S4、根据步骤S3中的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，获得该待加工金属粉末的标准成形参数，所述标准成形参数包括填充成形参数、上表面标准成形参数和下表面标准成形参数。本发明的方法获取速度快，指向性强。

Description

一种快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法

技术领域

本发明涉及选区激光熔化技术领域，尤其涉及一种快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法。

背景技术

选区激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）技术是增材制造技术的一种，是基于离散切片、叠加成形原理，采用金属粉末为原材料，激光为能量源，按照分层的模型进行扫描，每扫描一层，基板下降一定高度，不断重复，零件也就成形了。

工艺参数匹配是指一定材料在相关设备上成形零件在一定范围内可适用不同序列的工艺参数集。由于多个工艺参数之间相互作用、相互制约，属于多变量耦合***，很难直接选定某组工艺参数组合方案。

目前开发全新材料的工艺参数，通常需要用大量的实验不断的尝试，逐步缩小工艺参数范围，直到找到一个最佳的工艺参数。该过程费时费力，效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，获取速度快，指向性强。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，包括以下步骤：

S1、设计测试工件的打印模型，其中，测试工件包括倾斜面结构、曲面结构、侧通孔结构和悬臂梁结构；

S2、对待加工金属粉末进行测试，获得多组基础成形参数，每组基础成形参数包括基础激光功率、基础扫描速度、基础扫描间距、基础扫描方式和基础成型层厚，根据多组基础成形参数及打印模型在基板上打印出n₁个形状相同的测试工件，每个测试工件对应一组基础成形参数；

S3、对每个测试工件进行检测，获得每个测试工件对应的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数；

S4、根据步骤S3中的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，获得待加工金属粉末的标准成形参数，所述标准成形参数包括上表面标准成形参数和下表面标准成形参数。

作为上述方案的改进，所述倾斜面结构包括上倾斜面和下倾斜面，所述下倾斜面沿着测试工件的上表面平面向下表面平面倾斜，所述上倾斜面设于下倾斜面的上方；

其中，所述倾斜面结构参数包括上倾斜面和下倾斜面的粗糙度、尺寸误差值和成形效果。

作为上述方案的改进，所述曲面结构包括上曲面和下曲面，所述测试工件的右下角向内凹陷以形成所述下曲面，所述测试工件的上表面平面向下表面平面方向凹陷，以形成所述上曲面；

其中，所述曲面结构参数包括上曲面和下曲面的尺寸误差值和成形效果。

作为上述方案的改进，所述侧通孔结构包括侧通孔，所述侧通孔沿着测试工件的侧表面贯穿整个测试工件；

其中，所述侧通孔结构参数包括侧通孔的尺寸误差值和成形效果。

作为上述方案的改进，所述悬臂梁结构包括悬臂梁，所述测试工件设有凹陷区域，所述凹陷区域设于上曲面和下曲面之间，位于凹陷区域上方的向外伸出的结构为所述悬臂梁；

其中，所述悬臂梁结构参数包括悬臂梁的尺寸误差值和成形效果。

作为上述方案的改进，通过工具来测量打印出来测试工件的尺寸，然后计算尺寸误差值，判断测试工件的成形效果。

作为上述方案的改进，步骤S2中，根据多组基础成形参数及打印模型在基板上打印出n₁个形状相同的测试工件的步骤包括：

在基板上构建三维坐标轴；

在基板的X轴和Y轴所构成的平面上打印出若干个形状相同的测试工件；

沿着基板的Z轴方向打印出一层或多层的测试工件。

作为上述方案的改进，步骤S2中，对待加工金属粉末进行测试，获得多组基础成形参数的步骤包括：

对待加工金属粉末进行测试，获得填充成形参数，所述填充成形参数包括填充激光功率、填充扫描速度、填充扫描间距、填充扫描方式和填充成型层厚，

根据公式：激光能量密度=填充激光功率/（填充成型层厚×填充扫描间距×填充扫描速度），计算出激光能量密度；

根据激光能量密度获得多组基础成形参数。

作为上述方案的改进，步骤S4中，获得待加工金属粉末的标准成形参数的步骤包括：

S41、根据步骤S3中的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，选取n₂个倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数符合预设值的测试工件，n₂＜n₁；

S42、从n₂个测试工件，获得该待加工金属粉末的标准成形参数。

作为上述方案的改进，步骤S4中，获得待加工金属粉末的标准成形参数的步骤包括：

S41、根据步骤S3中的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，选取n₂个倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数符合预设值的测试工件，n₂＜n₁；

S42、根据n₂个测试工件对应的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数来调整基础成形参数，获得n₃组调整成形参数；

S43、按照打印模型在基板上打印出n₃个形状相同的测试工件，每个测试工件对应一组调整成形参数；

S44、从n₃个测试工件，获得该待加工金属粉末的标准成形参数；或者，重复步骤S41至步骤S43若干次，获得该待加工金属粉末的标准成形参数。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明的测试工件为SLM工艺的专属测试工件，可用于快速获取不同种类金属粉末的标准成形参数。本发明的测试工件经过特定的设计，形成一些特定的结构特征，包括倾斜面结构、曲面结构、侧通孔结构和悬臂梁结构，并通过对应的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，获取不同种类金属粉末的标准成形参数。本发明测试工件的结构特征和分析方法直观明确，指向性强。

本发明可以在基板的X轴和Y轴方向打印出若各干个形状相同的测试工件，并在Z轴方向打印出多层测试工件，这样在同样面积的基板上，可以打印出更多的测试工件，有效提高打印的速度和后续的检测速度。由于每个测试工件对应的成型参数不同，这样将多个测试工件在Z轴方向叠加进行测试，综合分析更准确，每次测试可通过更多细分结构和多变量参数，能快速缩小测试范围，比所有测试工件分布在X轴和Y轴的测试效率更快。

附图说明

图1是本发明快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法的步骤流程图；

图2是本发明测试工件第一种实施例的主视图；

图3是本发明测试工件第一种实施例的后视图；

图4是本发明测试工件第一种实施例的立体图；

图5是本发明测试工件第二种实施例的主视图；

图6是本发明测试工件第二种实施例的后视图；

图7是本发明测试工件第二种实施例的立体图；

图8是本发明单层测试工件的区域划分图；

图9是本发明测试工件在基板X轴和Y轴所构成的平面上的分布图；

图10是本发明测试工件沿着基板Z轴方向叠加的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1，图1是本发明一种快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法的步骤流程图，本发明提供的一种快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，包括以下步骤：

S1、设计测试工件的打印模型，其中，测试工件包括倾斜面结构、曲面结构、侧通孔结构和悬臂梁结构；

现有方法是直接打印所需工件的形状，或打印一个方块，并没有设计出一个专用于SLM工艺的测试工件。

本发明的测试工件为SLM工艺的专属测试工件，可用于快速测试不同种类金属粉末的成形参数。本发明的测试工件经过特定的设计，形成一些特定的结构特征，方便不同金属材料的成形测试。本发明测试工件的结构特征和分析方法直观明确，指向性强。

本发明测试工件的第一种实施例如2至图4所示，所述测试工件至少包括倾斜面结构、曲面结构、侧通孔结构和悬臂梁结构。

倾斜面结构，其与测试工件和打印平台形成的夹角有关，不同的金属粉末有不同的成形角度，且成形角度还与倾斜长度有关。

具体的，所述倾斜面结构包括上倾斜面21和下倾斜面22，所述下倾斜面22沿着测试工件的上表面平面11向下表面平面12倾斜。

其中，下倾斜面22的成形角度分为可靠成形角度和极限成形角度，可靠成形角度是指成形的下倾斜面22完整且尺寸误差值高；极限成形角度是指下倾斜面22在牺牲一定表面粗糙度和尺寸误差值下，最小能成型的倾斜角度。

所述上倾斜面21设于下倾斜面22的上方，其倾斜角度与下倾斜面的倾斜角度一致，也可以与下倾斜面22的倾斜角度不一致。

曲面结构，其与测试工件的曲面半径大小有关，不同的金属粉末有不同的成形半径。

具体的，所述曲面结构设于倾斜面结构的相对侧，包括上曲面31和下曲面32，所述上曲面31设于下曲面32的上方。所述测试工件的右下角向内凹陷以形成所述下曲面32，所述测试工件的上表面平面11向下表面平面12方向凹陷，以形成所述上曲面31。优选的，所述下曲面32设有多个，每个下曲面32对应的半径不同。

具体的，上曲面31和下曲面32与悬臂梁结构无关，上曲面31主要分析上表面的成型参数，下曲面32主要分析下表面的成型参数，不同半径的下曲面32用于测试极限成型半径。

侧通孔结构，其与侧通孔4直径大小有关，不同的金属粉末有不同的成形直径。

具体的，所述侧通孔结构包括侧通孔4，所述侧通孔4沿着测试工件的侧表面13贯穿整个测试工件。

优选的，所述侧通结构还包括多个不同直径的同心圆。

悬臂梁结构，其与悬臂梁延伸平面长度有关，不同的金属粉末有不同的成形长度。

具体的，所述悬臂梁结构包括悬臂梁5，所述测试工件设有凹陷区域14，所述凹陷区域14设于上曲面31和下曲面32之间，位于凹陷区域14上方的向外伸出的结构为所述悬臂梁5。

本发明测试工件的第二种实施例如5至图7所示，与第一种实施例不同的是，第二种实施例的测试工件，所述测试工件的右下角向外凸起以形成所述下曲面32。

具体的，对于整个测试工件或零件来说，上表面是指测试工件（或打印出来的零件）俯视图投影到的表面；下表面是指测试工件（或打印出来的零件）底视图投影到的表面；侧表面指测试工件（或打印出来的零件）前后左右视图投影到的表面。

需要说明的是，本发明的测试工件按Z轴方向，可划分成多层成形区域，如图8所示，每层成形区域包括上表面区域101、下表面区域102、填充区域103和支撑区104。其中，每个区域均要涉及激光功率、扫描速度、扫描间距、扫描方式和成型厚度五个工艺参数。

其中，上曲面、上倾斜面、侧通孔底部的上表面、上表面平面对应上表面区域；悬臂梁顶部的下表面、下曲面、下倾斜面、侧通孔顶部的下表面对应下表面区域；侧表面对应填充区域。

S2、对待加工金属粉末进行测试，获得多组基础成形参数，每组基础成形参数包括基础激光功率、基础扫描速度、基础扫描间距、基础扫描方式和基础成型层厚，根据多组基础成形参数及打印模型在基板上打印出n₁个形状相同的测试工件，每个测试工件对应一组基础成形参数；

具体的，对待加工金属粉末进行测试，获得多组基础成形参数的步骤包括：

对待加工金属粉末进行测试，获得填充成形参数，所述填充成形参数包括填充激光功率、填充扫描速度、填充扫描间距、填充扫描方式和填充成型层厚，根据公式：激光能量密度=填充激光功率/（填充成型层厚×填充扫描间距×填充扫描速度），计算出激光能量密度；根据激光能量密度获得多组基础成形参数。

需要说明的是，对待加工金属粉末进行测试，获得填充成形参数，所述填充成形参数包括所述填充成形参数包括填充激光功率、填充扫描速度、填充扫描间距、填充扫描方式和填充成型层厚，这个步骤是现有技术，现有的设备可以直接检测金属粉末以获得填充成形参数，本发明不作具体限定。

具体的，每组基础成形参数包括基础激光功率、基础扫描速度、基础扫描间距、基础扫描方式和基础成型层厚。

其中，基础成形参数分为上表面基础成形参数和下表面基础成形参数。上表面基础成形参数包上表面基础括激光功率、上表面基础扫描速度、上表面基础扫描间距、上表面基础扫描方式和上表面基础成型层厚；下表面基础成形参数包括下表面基础激光功率、下表面基础扫描速度、下表面基础扫描间距、下表面基础扫描方式和下表面基础成型层厚。

根据公式：激光能量密度=填充激光功率/（填充成型层厚×填充扫描间距×填充扫描速度），单位：J/mm³，计算出填充能量密度；再根据上表面能量密度相对（比填充能量密度）偏高，下表面能量密度相对（比填充能量密度）偏低的原则，获得上表面基础成形参数和下表面基础成形参数。

例如：通过测试获得马氏体时效钢粉末的填充成形参数如下：每层的打印厚度（成型层厚）为40μm，扫描方式为条状扫描，激光功率为275W，扫描速度为960mm/s，扫描间距为0.11mm；按照公式：激光能量密度=填充激光功率/（填充成型层厚×填充扫描间距×填充扫描速度），计算出填充激光能量密度=275/（40×0.11×960）=0.065，再根据上表面能量密度相对（比填充能量密度）偏高，下表面能量密度相对（比填充能量密度）偏低的原则，如上表面能量密度要大于填充激光能量密度0.065，则可以选取0.066、0.067、0.070……作为上表面能量密度，再根据公式激光能量密度=上表面激光功率/（上表面成型层厚×上表面扫描间距×上表面扫描速度），计算出上表面的扫描间距为0.1mm、扫描速度为450mm/s、激光功率为145W……，从而获得若干组马氏体时效钢粉末的基础成形参数，如表1和表2所示。

其中，表格括号内中的1-1-1、1-1-2、1-1-3……为对应测试工件的编号。

所述待加工金属粉末选自市面常见的钛合金、铝合金、高温合金粉末材料以及新开发的可使用选区激光熔化技术加工的其他合金粉末材料。

具体的，参见图9和图10，步骤S2中，根据多组基础成形参数及打印模型在基板7上打印出n₁个形状相同的测试工件6的步骤包括：

在基板上构建三维坐标轴；

在基板7的X轴和Y轴所构成的平面上打印出若干个形状相同的测试工件6；

沿着基板7的Z轴方向打印出一层或多层的测试工件6。

本发明沿着基板的Z轴方向打印出多层测试工件，这样可以在同样面积的基板上，可以打印出更多的测试工件，有效提高打印的速度和后续的检测速度。由于每个测试工件对应的成型参数不同，这样将多个测试工件在Z轴方向叠加进行测试，综合分析更准确，每次测试可通过更多细分结构和多变量参数，能快速缩小测试范围，比所有测试工件分布在X轴和Y轴的测试效率更快。

S3、对每个测试工件进行检测，获得每个测试工件对应的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数；

（1）倾斜面结构分析

所述倾斜面结构参数包括上倾斜面和下倾斜面的粗糙度、尺寸误差值和成形效果。

具体的，采用角度测量仪测量测试工件的倾斜面的实际成形角度与预设的成形角度是否一致，从而计算出上倾斜面和下倾斜面的尺寸误差值；通过工具或人工来判断测试工件的成形效果。其中，尺寸误差值=（打印出来的测试工件的测量尺寸-测试工件的设计尺寸）/测试工件的设计尺寸。上倾斜面和下倾斜面的粗糙度通过粗糙度测量仪来测量。

（1.1）上倾斜面成形效果包括表面效果、熔融泪痕和层纹台阶痕。其中，熔融泪痕效应越重代表激光能量密度偏高，可通过降低激光功率、提高扫描速度、增加扫描间距、减少成型层厚或减少扫描次数，从而减少上表面能量密度，减轻熔融泪痕。但上表面激光能量密度不宜过低，偏低会导致层纹台阶痕明显。倾斜角度越小的上倾斜面，层纹台阶痕越明显，所以上倾斜面测试，倾斜角度可以给较小，测试效果会更明显。

除了能量密度，扫描方式对上倾斜面的成形效果也有影响。具体的，扫描方式对成型上倾斜面的表面效果（整体外观、金属色泽均一性）有影响。扫描方式不同，上倾斜面对应的上表面区域扫描填充出的样子不同。多数情况选平面填充，不选择分段扫描的填充，让上倾斜面对应的上表面区域打印效果更完整表面更均一。大平面扫描方式相比其他分段扫描方式，测试工件的表面更完整。其中，上倾斜面对应的上表面轮廓扫描参数影响边界显示效果，轮廓能量密度过高，会增加熔融泪痕和层纹台阶痕，轮廓能量密度偏低会导致边线不锐利。此外，区域转换值也有影响，区域转换是指倾斜角度或每层扩展延伸长度达到一定值，将该扫描区域从填充区域转换为上倾斜面对应的上表面区域。

以上就是影响上倾斜面效果的主要成形参数，测试后综合优选出尺寸一致、粗糙值较小和表面成形效果较好的上表面成形参数。不同材料测试参数会不相同，但经过测试，普遍最佳上表面能量密度是在填充的能量密度上适当增加，会得到较好的上倾斜面效果。

上表面粗糙度也是上倾斜面质量的重要参考值，粗糙度值越低，则代表上倾斜面效果越好，倾斜角度越小，粗糙度值会越高。

（1.2）下倾斜面是SLM金属成形的难点，成形效果受重力、激光深穿透和导热等原因影响，倾斜角度小和倾斜延伸长的下倾斜面成形效果会偏差，严重的有打印缺陷，甚至打印失败。

下倾斜面成形效果主要观察表面完整度、表面成色。下倾斜面若出现塌陷或挂渣，代表能量密度过高；若出现缺陷，则是能量密度偏低或者超过极限成形角度。下倾斜面烧结后缺少金属色泽，出现成色偏暗深沉，表示烧结未完全或倾斜角度偏小，倾斜角度小过极限成形角度后，成色会更加深沉甚至变色，较好的下表面成形参数成形成色会偏淡带有金属色泽。

除了能量密度，扫描方式也有影响，大平面扫描方式相比其他分段扫描方式，测试工件的表面更完整。此外，区域转换值也有影响，区域转换是指倾斜角度或每层扩展延伸长度达到一定值，将该扫描区域从填充区域转换为下倾斜面对应的下表面区域。

以上就是影响下倾斜面效果的主要成形参数，测试后综合优选出尺寸一致、粗糙值较小和表面成形效果较好的下表面成形参数。不同材料测试参数会不相同，但经过测试，普遍最佳下表面能量密度是在填充的能量密度上适当减小，会得到较好的下倾斜面效果。

下倾斜面粗糙度也是下倾斜面质量的重要参考值，粗糙度值越低，则代表下倾斜面效果越好，倾斜角度越小，粗糙度值会越高。

2、曲面结构分析

所述曲面结构参数包括上曲面和下曲面的尺寸误差值和成形效果。

具体的，采用半径规测量测试工件的成形半径与预设的成形半径是否一致，通过工具或人工来判断测试工件的成形效果。

（2.1）上曲面主要观察熔融泪痕和层纹台阶痕，检测标准与上倾斜面的一致，最后综合优选尺寸一致和表面成形效果较好的上表面成形参数。

（2.2）下曲面主要观察成形缺陷和成色，检测标准与下倾斜面的一致，若有缺陷或成色偏暗，则是能量密度偏低成形不足或者超过极限成形半径，最后综合优选尺寸一致和表面成形效果较好的下表面成形参数。

3、侧通孔结构分析

所述侧通孔结构参数包括侧通孔的尺寸误差值和成形效果。

具体的，采用工具（如游标卡尺、内卡规）来测量测试工件的成形直径与预设的成形直径的误差，通过工具或人工来判断测试工件的成形效果。主要测量横纵方向的直径误差，通常受下表面缺陷影响，纵（Z轴）方向尺寸误差偏大，横纵尺寸偏差在1%内，则精度较好。还有观察测量圆孔的圆度，优选圆度较佳的成形参数。

表面效果主要观察下表面成形缺陷和成色，大量测试结果表明，激光能量密度过高或过低，均可能导致下表面区域出现翘曲、塌陷、缺损或挂渣，能量密度过高多出现为塌陷、挂渣或翘曲严重，是由激光深穿透过深导致；能量密度过低多出现为缺损或翘曲，是由激光深穿透过浅导致打印缺损。其中塌陷程度还受成形材料性能影响，例如马氏体时效钢成形下表面塌陷会较明显。除了缺陷，下表面区域烧结后金属色泽也是重要参考，出现成色均匀较佳，若出现色很深沉甚至变色，表示能量密度过高或超过成形直径极限，较好的下表面成形参数成形成色会偏淡带有金属色泽。最后综合优选尺寸一致和表面成形效果较好的成形参数。

4、悬臂梁结构分析

所述悬臂梁结构参数包括悬臂梁的尺寸误差值和成形效果。

具体的，采用首先用工具（如游标卡尺）拉诶测量悬臂梁结构的延伸尺寸和纵向（Z轴）厚度与预设的伸尺寸和纵向（Z轴）厚度的误差，通过工具或人工来判断测试工件的成形效果。主要测量纵方向的厚度误差，因为通常受下表面缺陷影响，纵尺寸偏差在10%内，则精度较好，延伸尺寸偏差在1%内，则精度较好。

S4、根据步骤S3中的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，获得该待加工金属粉末的标准成形参数，所述标准成形参数包括填充成形参数、上表面标准成形参数和下表面标准成形参数；

具体的，步骤S4中，获得待加工金属粉末的标准成形参数的步骤包括：

S41、根据步骤S3中的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，选取n₂个倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数符合预设值的测试工件，n₂＜n₁；

S42、从n₂个测试工件，获得该待加工金属粉末的标准成形参数。

例如：表1中，1-1-2、1-2-2、1-3-3、2-1-1、2-2-3、3-3-1这6个测试工件的上倾斜面粗糙度和尺寸误差值、上曲面的尺寸误差值和成形效果、侧通孔结构参数、以及悬臂梁结构参数均符合预设值，则选取上倾斜面粗糙度最小、尺寸误差值最小的测试工件为标准测试工件（如2-2-3），则标准测试工件（2-2-3）的上表面标准成形参数如下：激光功率165W、扫描速度500mm/s、扫描间距0.11mm、成形厚度40μm、扫描方法为条状扫描。

例如：表2中，1-1-3、2-1-2、2-2-3、3-1-1、3-2-2、3-2-3这6个测试工件的下倾斜面粗糙度和尺寸误差值、下曲面的尺寸误差值和成形效果、侧通孔结构参数、以及悬臂梁结构参数均符合预设值，则选取下倾斜面粗糙度最小、尺寸误差值最小的测试工件为标准测试工件（如2-1-2），则标准测试工件（2-1-2）的下表面标准成形参数如下：激光功率145W、扫描速度750mm/s、扫描间距0.11mm、成形厚度40μm、扫描方法为条状扫描。

具体的，步骤S4中，获得待加工金属粉末的标准成形参数的步骤包括：

S41、根据步骤S3中的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，选取n₂个倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数符合预设值的测试工件，n₂＜n₁；

S42、根据n₂个测试工件对应的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数来调整基础成形参数，获得n₃组调整成形参数；

S43、按照打印模型在基板上打印出n₃个形状相同的测试工件，每个测试工件对应一组调整成形参数；

S44、从n₃个测试工件，获得该待加工金属粉末的标准成形参数；或者，重复步骤S41至步骤S43若干次，获得该待加工金属粉末的标准成形参数。

例如：表1中，1-1-2、1-2-2、1-3-3、2-1-1、2-2-3、3-3-1这6个测试工件的上倾斜面粗糙度和尺寸误差值、上曲面的尺寸误差值和成形效果、侧通孔结构参数、以及悬臂梁结构参数均接近预设值，则根据上倾斜面粗糙度和尺寸误差值、上曲面的尺寸误差值和成形效果、侧通孔结构参数、以及悬臂梁结构参数，调整激光功率、扫描速度、扫描间距。

例如：1-1-2测试工件上倾斜面的熔融泪痕效应重，则降低激光功率为140W，从而获得新的调整成形参数。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设计测试工件的打印模型，其中，测试工件包括倾斜面结构、曲面结构、侧通孔结构和悬臂梁结构；

S2、对待加工金属粉末进行测试，获得多组基础成形参数，每组基础成形参数包括基础激光功率、基础扫描速度、基础扫描间距、基础扫描方式和基础成型层厚，根据多组基础成形参数及打印模型在基板上打印出n₁个形状相同的测试工件，每个测试工件对应一组基础成形参数；

S3、对每个测试工件进行检测，获得每个测试工件对应的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数；

S4、根据步骤S3中的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，获得待加工金属粉末的标准成形参数，所述标准成形参数包括上表面标准成形参数和下表面标准成形参数。

2.如权利要求1所述的快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，其特征在于，所述倾斜面结构包括上倾斜面和下倾斜面，所述下倾斜面沿着测试工件的上表面平面向下表面平面倾斜，所述上倾斜面设于下倾斜面的上方；

其中，所述倾斜面结构参数包括上倾斜面和下倾斜面的粗糙度、尺寸误差值和成形效果。

3.如权利要求1所述的快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，其特征在于，所述曲面结构包括上曲面和下曲面，所述测试工件的右下角向内凹陷以形成所述下曲面，所述测试工件的上表面平面向下表面平面方向凹陷，以形成所述上曲面；

其中，所述曲面结构参数包括上曲面和下曲面的尺寸误差值和成形效果。

4.如权利要求1所述的快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，其特征在于，所述侧通孔结构包括侧通孔，所述侧通孔沿着测试工件的侧表面贯穿整个测试工件；

其中，所述侧通孔结构参数包括侧通孔的尺寸误差值和成形效果。

5.如权利要求3所述的快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，其特征在于，所述悬臂梁结构包括悬臂梁，所述测试工件设有凹陷区域，所述凹陷区域设于上曲面和下曲面之间，位于凹陷区域上方的向外伸出的结构为所述悬臂梁；

其中，所述悬臂梁结构参数包括悬臂梁的尺寸误差值和成形效果。

6.如权利要求3~5任一项所述的快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，其特征在于，通过工具来测量打印出来测试工件的尺寸，然后计算尺寸误差值，判断测试工件的成形效果。

7.如权利要求1所述的快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，其特征在于，步骤S2中，根据多组基础成形参数及打印模型在基板上打印出n₁个形状相同的测试工件的步骤包括：

在基板上构建三维坐标轴；

在基板的X轴和Y轴所构成的平面上打印出若干个形状相同的测试工件；

沿着基板的Z轴方向打印出一层或多层的测试工件。

8.如权利要求1所述的快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，其特征在于，步骤S2中，对待加工金属粉末进行测试，获得多组基础成形参数的步骤包括：

对待加工金属粉末进行测试，获得填充成形参数，所述填充成形参数包括填充激光功率、填充扫描速度、填充扫描间距、填充扫描方式和填充成型层厚，

根据公式：激光能量密度=填充激光功率/（填充成型层厚×填充扫描间距×填充扫描速度），计算出激光能量密度；

根据激光能量密度获得多组基础成形参数。

9.如权利要求1所述的快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，其特征在于，步骤S4中，获得待加工金属粉末的标准成形参数的步骤包括：

S41、根据步骤S3中的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，选取n₂个倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数符合预设值的测试工件，n₂＜n₁；

S42、从n₂个测试工件，获得该待加工金属粉末的标准成形参数。

10.如权利要求1所述的快速获取选区激光熔化设备标准成形参数的方法，其特征在于，步骤S4中，获得待加工金属粉末的标准成形参数的步骤包括：

S41、根据步骤S3中的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数，选取n₂个倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数符合预设值的测试工件，n₂＜n₁；

S42、根据n₂个测试工件对应的倾斜面结构参数、曲面结构参数、侧通孔结构参数和悬臂梁结构参数来调整基础成形参数，获得n₃组调整成形参数；

S43、按照打印模型在基板上打印出n₃个形状相同的测试工件，每个测试工件对应一组调整成形参数；

S44、从n₃个测试工件，获得该待加工金属粉末的标准成形参数；或者，重复步骤S41至步骤S43若干次，获得该待加工金属粉末的标准成形参数。

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