廣州晉原銘科技有限公司
上一節(jié)講到激光3D打印中，晉原銘3D打印設(shè)備控制軟件通過(guò)規(guī)劃激光掃描路徑，規(guī)劃路徑需要匹配相應(yīng)的激光策略才能完成掃描工作，不同材料要有相應(yīng)的工藝參數(shù)包來(lái)控制打印過(guò)程和提高質(zhì)量。
在掃描路徑規(guī)劃好之后，其中的支撐、填充、輪廓等路徑使用的激光策略成為關(guān)鍵。還是以金屬粉末打印為例，激光功率輸出控制直接決定金屬粉末的熔化質(zhì)量，在受熱熔化的過(guò)程熔道會(huì)產(chǎn)生的黑煙、渣塵、等離子氣體，會(huì)阻擋在激光的掃描路徑，影響熔道質(zhì)量。故此軟件通過(guò)對(duì)激光的掃描路徑規(guī)劃避免這類(lèi)影響同時(shí)，各種路徑中的激光策略也是關(guān)鍵所在。
激光策略的定義：在激光輸出中，所使用的激光參數(shù)和振鏡掃描參數(shù)組合而成的參數(shù)設(shè)定。打印中依據(jù)常規(guī)圖形劃分為：支撐、填充、輪廓三種類(lèi)型設(shè)置掃描策略。當(dāng)然也可以按照設(shè)備開(kāi)發(fā)需求自行設(shè)置相應(yīng)的激光策略。
激光策略設(shè)置須嚴(yán)格按照振鏡和激光器兩個(gè)硬件的性能參數(shù)來(lái)設(shè)置。激光作用在材料上的掃描點(diǎn)簡(jiǎn)稱熔池，打標(biāo)速度和激光功率決定熔池所能吸收的能量，兩者成反比關(guān)系。兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：
第一是打印的材料熔點(diǎn)的能量匹配，其次是激光穿透層厚要求的能量匹配。確定相應(yīng)的能量才能確保熔化質(zhì)量。
以金屬粉末打印的例子來(lái)做說(shuō)明：
1、支撐激光策略：用來(lái)打標(biāo)支撐的激光策略，“十”字支撐均勻，長(zhǎng)短比例與圖形顯示相同為合適。確保激光功率足夠熔化材料，過(guò)低會(huì)產(chǎn)生鋸齒不夠堅(jiān)固，過(guò)高會(huì)頂出鋪過(guò)粉的工作面，磨損鋪粉裝置。
2、填充激光策略：用來(lái)打標(biāo)實(shí)體的激光策略，打標(biāo)速度和延時(shí)參數(shù)與支撐激光策略的一樣，功率輸出比支撐激光功率加大20%左右，確保實(shí)體熔道功率足夠熔化材料，過(guò)低會(huì)藏粉，造成缺陷，過(guò)高會(huì)頂出鋪過(guò)粉的工作面，磨損鋪粉裝置。
3、輪廓激光策略：用來(lái)打標(biāo)輪廓的激光策略，保證掃描表面質(zhì)量。打標(biāo)速度約為填充激光策略的50%，適當(dāng)降低功率。為保證打標(biāo)線段的搭接質(zhì)量，對(duì)各個(gè)延時(shí)參數(shù)重新調(diào)整設(shè)置。熔道功率過(guò)高層紋明顯，過(guò)低則熔化不充分而帶粉掛珠，適當(dāng)功率可保證表面質(zhì)量和打印成功。
參數(shù)關(guān)系和邏輯參照下表：
參數(shù) | 說(shuō)明 | 示例 |
打標(biāo)速度mm/s | 激光出光時(shí)振鏡的擺動(dòng)速度 | |
跳筆速度mm/s | 不出光時(shí)振鏡到下一個(gè)有效線段起點(diǎn)振鏡的擺動(dòng)速度 | |
打標(biāo)結(jié)束延時(shí)us | 為了補(bǔ)償振鏡擺動(dòng)的機(jī)械動(dòng)作滯后性，通過(guò)此延時(shí)增加出光時(shí)間補(bǔ)償這個(gè)滯后。值太小，線段結(jié)尾處會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，值大對(duì)效果沒(méi)影響，會(huì)增加打印時(shí)間。 |
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跳筆結(jié)束延時(shí)us | 跳到下一個(gè)有效線段起點(diǎn)時(shí)，振鏡會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，此延時(shí)消除起點(diǎn)處的振鏡抖動(dòng)。值太小，線段起始處會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，值大對(duì)效果沒(méi)影響，會(huì)增加打印時(shí)間。 |
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轉(zhuǎn)彎延時(shí)us | 打印連續(xù)線段時(shí)，任何相連兩條前后線段連接處存在一個(gè)打印方向的改變，通過(guò)此延時(shí)讓激光在拐彎處的軌跡更精準(zhǔn)。值太小，拐彎處會(huì)形成圓弧，值太大，拐彎處會(huì)產(chǎn)生重點(diǎn)。 |
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激光開(kāi)延時(shí)us | 由于振鏡啟動(dòng)時(shí)機(jī)械動(dòng)作的滯后性，通過(guò)此延時(shí)讓振鏡擺動(dòng)與開(kāi)始出激光實(shí)現(xiàn)同步。值太小，會(huì)在線段起點(diǎn)產(chǎn)生重點(diǎn)，值太大，會(huì)在線段起點(diǎn)產(chǎn)生短缺。 |
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激光關(guān)延時(shí)us | 由于振鏡擺動(dòng)機(jī)械動(dòng)作的滯后性，通過(guò)此延時(shí)讓激光關(guān)停與振鏡到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)同步。值太小，會(huì)在線段終點(diǎn)產(chǎn)生空缺，值太大，會(huì)在線段終點(diǎn)產(chǎn)生重點(diǎn)。 |
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邊緣水平us | 當(dāng)激光掃描連續(xù)線段時(shí)，如果拐彎角度太大，拐角處就會(huì)形成重點(diǎn)，設(shè)置此值時(shí)，在尖角處激光會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，避免形成重點(diǎn)。不能小于10，關(guān)閉值為65500，設(shè)定規(guī)則：1倍*轉(zhuǎn)彎延時(shí)<邊緣水平<2倍*轉(zhuǎn)彎延時(shí) | |
最小跳轉(zhuǎn)長(zhǎng)度mm | 最小跳轉(zhuǎn)長(zhǎng)度，當(dāng)跳轉(zhuǎn)長(zhǎng)度小于此設(shè)定值時(shí)，跳轉(zhuǎn)結(jié)束延時(shí)采用最小跳轉(zhuǎn)延時(shí)，以此來(lái)減少打印時(shí)間，提高打印效率 | |
最小跳轉(zhuǎn)延時(shí)us | 最小跳轉(zhuǎn)延時(shí)，當(dāng)跳轉(zhuǎn)長(zhǎng)度小于最小跳轉(zhuǎn)長(zhǎng)度時(shí)，跳轉(zhuǎn)結(jié)束延時(shí)采用此最小跳轉(zhuǎn)延時(shí)，以此來(lái)減少打印時(shí)間，提高打印效率 | |
激光頻率KHz | 查看激光器使用用手冊(cè)設(shè)置 |
示例如下：
激光策略的設(shè)定是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏y(cè)試程序，不同激光器和振鏡的匹配會(huì)有不同的參數(shù)組。確定好激光器和振鏡的組合，可以找到相應(yīng)的各種延時(shí)參數(shù)，形成基礎(chǔ)參數(shù)組。針對(duì)不同材料和打印層厚就相對(duì)簡(jiǎn)單，通過(guò)確定熔點(diǎn)功率就可以找到完整的激光策略，形成工藝參數(shù)的基礎(chǔ)。
以上為晉原銘3D打印設(shè)備控制軟件工藝參數(shù)開(kāi)發(fā)的介紹。廣州晉原銘科技有限公司專注于3D打印設(shè)備控制系統(tǒng)軟件技術(shù)的開(kāi)發(fā)，聯(lián)合華南理工大學(xué)增材制造團(tuán)隊(duì)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院研發(fā)團(tuán)隊(duì)雄厚的技術(shù)力量，為增材（3D打?。┰O(shè)備生產(chǎn)提供長(zhǎng)期無(wú)憂技術(shù)服務(wù)。更多的技術(shù)交流聯(lián)系晉原銘科技www.jym3d.cn，18688885891。
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