本發明涉及增材制造技術領域，具體涉及一種用于提高基于粉床熔融成型增材制造技術成型效率和精度的方法。

背景技術：

增材制造技術（Additive Manufacturing，簡稱AM）是集數字化設計與制造技術、材料技術、信息技術等于一體的先進制造技術。AM采用分層制造、疊加成型的零件成型方式。采用AM制作零部件時，先用計算機輔助設計（Computer Aided Design，簡稱CAD）等制作零部件的數字化模型，然后將得到的數字化模型進行分層切片處理，最后根據分層切片信息逐層制造并疊加成型。AM工藝數字化程度高，可用于成型的材料廣泛并能成型具有復雜結構的產品，在航空航天、電子工業、汽車工業和生物醫學等領域都有廣泛的應用。

基于粉床熔融成型的增材制造技術包括選擇性激光燒結（Selective Laser Sintering，簡稱SLS）、選擇性激光熔化（Selective Laser Melting，簡稱SLM）和電子束選區熔化（Selective Electron Beam Melting，簡稱SEBM）等。成型產品時根據CAD模型及分層切片數據，采用激光束或電子束等高能束進行選擇性燒結或熔融相關區域并疊加成型。在基于粉床熔融成型的增材制造技術中，通常使用輪廓掃描與填充掃描相結合的方式對產品的截面實施選擇性燒結或熔融成型。制作過程中輪廓掃描和填充掃描以及不同輪廓間的掃描和不同區域間的填充掃描等通常采用相同的激光或電子束能量、光斑直徑等工藝參數。當采用的熱源能量和光斑直徑較大時成型效率較高但成型精度較差，還可能存在過燒等缺陷；當采用的熱源能量和光斑直徑較小時，成型精度較高但成型效率較低，此外還可能存在燒不足等缺陷。進一步優化和完善基于粉床熔融成型的增材制造工藝，使成型效率和成型精度都能有較高保證，對相關技術的應用和推廣具有重要意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種用于提高SLS、SLM和SEBM等基于粉床熔融成型增材制造技術成型效率和精度的方法。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

在SLS、SLM和SEBM等基于粉床熔融成型增材制造技術成型設備上設計兩套或以上能夠提供具有不同能量和光斑大小等參數的用于熔融粉床的激光或電子束等熱源。或是在基于粉床熔融成型增材制造技術成型設備上僅設計一套用于熔融粉床的激光或電子束等熱源，但該熱源系統能夠在同一工藝過程中，如在打印某一產品的某一層時，能夠提供至少兩種具有不同能量和光斑大小等參數的激光束或電子束等用于熔融粉床的熱源。

上述設備在成型某產品時，至少可以提供兩種具有不同能量和光斑大小等參數的激光束或電子束等用于熔融粉床的熱源。

在成型某產品的具體一層時，用能量和光斑直徑較小的激光或電子束等熱源掃描該層的輪廓，用能量和光斑直徑較大的激光或電子束等熱源對該層進行填充掃描。

在成型某產品的具體一層，該層具有最小尺寸小于具有較大光斑直徑熱源的光斑直徑的小區域時，采用能量和光斑直徑較小的激光或電子束等熱源掃描該區域。

成型某一產品時，表面一層或幾層采用能量和光斑直徑較小的激光或電子束等熱源進行掃描。

附圖說明

圖1 是本發明采用能量和光斑直徑較小的激光或電子束等熱源掃描該層的輪廓而用能量和光斑直徑較大的激光或電子束等熱源對該層進行填充掃描的示意圖。

圖2 是在成型某產品的具體一層，該層具有最小尺寸小于具有較大光斑直徑熱源的光斑直徑的小區域時，采用能量和光斑直徑較小的激光或電子束等熱源掃描該區域的示意圖。

圖3是成型某產品時，表面一層或幾層采用能量和光斑直徑較小的熱源進行掃描的示意圖。

具體實施方式

在SLS、SLM和SEBM等基于粉床熔融成型增材制造技術成型設備上設計兩套或以上能夠提供具有不同能量和光斑大小等參數的用于熔融粉床的激光或電子束等熱源。或是在基于粉床熔融成型增材制造技術成型設備上僅設計一套用于熔融粉床的激光或電子束等熱源，但該熱源系統能夠在同一工藝過程中，如在打印某一產品的某一層時，能夠提供至少兩種具有不同能量和光斑大小等參數的激光束或電子束等用于熔融粉床的熱源。

上述設備在成型某產品時，至少可以提供兩種具有不同能量和光斑大小等參數的激光束或電子束等用于熔融粉床的熱源。

實施例1

在成型某產品的具體一層時，用能量和光斑直徑較小的激光或電子束等熱源進行輪廓掃描，用能量和光斑直徑較大的激光或電子束等熱源對該層進行填充掃描，如圖1所示。

實施例2

在成型某產品的具體一層，該層某區域具有的最小尺寸小于具有較大光斑直徑熱源的光斑直徑，采用能量和光斑直徑較小的激光或電子束等熱源對該區域進行掃描，如圖2所示。

實施例3

在成型某產品時，靠近上表面的兩層粉床全部采用能量和光斑直徑較小的激光或電子束等熱源進行掃描，如圖3所示。