(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111450238.0 (22)申请日 2021.11.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114166145 A (43)申请公布日 2022.03.11 (73)专利权人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 专利权人 西安航天发动机有限公司 (72)发明人 魏正英　来旭辉　薛凌峰　杨欢庆　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 张宇鸽 (51)Int.Cl. G01B 11/24(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 113/10(2020.01)(56)对比文件 CN 111036901 A,2020.04.21 CN 106493367 A,2017.0 3.15 CN 104985181 A,2015.10.21 CN 108819256 A,2018.1 1.16 CN 108262478 A,2018.07.10 CN 110508810 A,2019.1 1.29 CN 103639411 A,2014.0 3.19 CN 110355365 A,2019.10.2 2 CN 104550950 A,2015.04.2 9 CN 109094013 A,2018.12.28 JP 2001277369 A,2001.10.09 JP H09206972 A,19 97.08.12 US 20191 18486 A1,2019.04.25 JP 20180 65366 A,2018.04.26 US 2004183796 A1,20 04.09.23 耿汝伟 等.电弧增材制造成形规 律、 组织演 变及残余应力的研究现状. 《机 械工程材料》 .2020,第1 1-17页. (续) 审查员 於锦航 (54)发明名称 基于热影响区加热顺序再规划的变形控制 方法及系统 (57)摘要 本发明公开一种基于热影响区加热顺序再 规划的变形控制方法， 方法包括以下步骤： 获取 模型切片之后的轮廓数据； 将所述轮廓数据分为 薄壁轮廓和实体轮廓； 当切片之后的轮廓数据存 在内外两种性质的轮廓时， 判定该轮廓为薄壁轮 廓； 当切片之后轮廓数据仅包含一种轮廓， 判定 该轮廓为实体轮廓； 对于薄壁轮廓， 计算内外两 种轮廓的外接矩形距离， 并根据设定阈值， 确定 扫描线填充成型； 对于实体轮廓， 计算实体轮廓 最小外接矩形的长宽比， 并结合 设定阈值确定扫 描线填充成型； 以轮廓数据为依据， 主动寻找当 前层的分区与路径扫描 方式， 摆脱传统依靠经验判断的不足； 以逐步重熔的方式降低零件内部的 残余应力， 能将金属零件的小变形打印尺度推广 至大中型零件。 [转续页] 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114166145 B 2022.10.25 CN 114166145 B (56)对比文件 Yanzhi Song et al. .Function representati on based sl icer for 3D printing. 《Computer Aided Geomet ric Design》 .2018,第276 –293页. 来旭辉， 魏正英.面向数控加工系统的3D打 印切片算法与分区扫描策略. 《农业工程学报》 .2019,第58- 64页.2/2 页 2[接上页] CN 114166145 B1.基于热影响区加热顺序再规划的变形控制方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取模型切片之后的轮廓数据； 将所述轮廓数据分为薄壁轮廓和实体 轮廓； 当切片之后的轮廓数据存在内外两种性质的轮廓 时， 则判定该轮廓为薄壁轮廓； 当切 片之后的轮廓数据仅包 含一种轮廓时， 判定该轮廓为实体 轮廓； 对于薄壁轮廓， 计算内外两种轮廓的外接矩形距离， 并根据设定阈值， 确定扫描线填充 成型； 对于实体轮廓， 计算 实体轮廓最小外接矩形的长宽比， 并结合设定阈值确定扫描线填 充成型； 对于薄壁轮廓， 按照计算式(1)计算内外 两种轮廓的外 接矩形距离， 其中M1， M2分别为内外轮廓相邻长边的中点， H为 填充间距； 若外接矩形距离大于20则采用六边形分区结合67 °扫描线填充成型， 局部区域的扫描 顺序根据计算式(2)(3)确定； 当连续3个区域的热影响区存在交集 时， 按照式(2)计算距离各区域最近的区域作为下 一个扫描位置； 当3个区域不相交时， 在它们外接圆中寻找距离各区域最远的区域作为新的 扫描位置； 反之采用沿着长边67 °夹角方向扫描成型； 其中， R为连续3个扫描 区域的外接圆 半径， d1为备选区域与当前成型区域的形心距离， d2和d3分别为备选区域与当前成型区域之 前的两个区域的形心距离， 越先扫描的区域温度降低越快， 备选区域遵循靠近低温区域的 原则， 在先扫描区域降温过程中对其反复重加热， rmin为备选成型区域的最小 许用半径， rmax 为备选成型区域的最大许用半径， α1， α2和α3是与分区图案形心距离相关的权因子； 对于实 体轮廓， 若实体轮廓最小外接矩形的长宽比大于15， 则采用六边形分区结合67 °扫描线填充 的成型策略， 反之采用沿着长边67 °夹角方向扫描成型。 2.根据权利要求1所述的基于热影响区加热顺序再规划的变形控制方法， 其特征在于， 获取模型切片之后的轮廓数据包括以下步骤： 根据输入的STL文件， 提取包围盒范围Zmin， Zmax； 初始化层厚h并计算各层的切片位置， 根据计算精度对 包围盒进行 六面体网格划分， 将摄像机视野调整至当前切片高度Z， Z＝Zmax‑Zmin‑n*h， n为当前层数； 采用光线追踪算法计算 射线和stl模型的相交关系， 根据相交关系计算交点的坐标； 根据搜索方向沿着模型的外轮廓完成整层的轮廓数据提取。 3.根据权利要求1所述的基于热影响区加热顺序再规划的变形控制方法， 其特征在于， α1＝1.0， α2＝0.8， α3＝0.4。 4.基于热影响区加热顺序再规划的变形控制系统， 其特征在于， 包括轮廓数据获取模 块、 轮廓识别模块以及规划模块； 轮廓数据获取模块用于获取模型切片之后的轮廓数据；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114166145 B 3