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廣州晉原銘科技有限公司

激光3D打印中，材料在激光快速掃描作用下，出現(xiàn)驟熱驟冷在工件內(nèi)部會積聚熱應(yīng)力，導(dǎo)致打印工件翹曲、裂紋、表面粗糙等問題。

晉原銘3D打印設(shè)備控制軟件通過規(guī)劃激光掃描路徑，對產(chǎn)生應(yīng)力部位進行預(yù)處理，不同材料要有相應(yīng)的工藝參數(shù)包來控制打印過程和提高質(zhì)量。

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，在受熱熔化的過程熔道會產(chǎn)生高溫和煙塵，要使用惰性氣體來保護零件不受氧化，同時排除煙塵保持工作艙干凈。因此在3D打印設(shè)備的運行控制中，涉及對控制光學(xué)系統(tǒng)，規(guī)劃掃描的路徑，控制成型平臺和上料系統(tǒng)，控制工作艙氛圍循環(huán)系統(tǒng)，自動化生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)等功能模塊的集成處理，需要專門針對3D打印設(shè)備的軟件來控制運行。按光斑特點和工藝成型質(zhì)量要求進行路徑設(shè)置，規(guī)劃激光掃描的路徑。

下面介紹一些常見的打印缺陷問題，分析其原因，并提出一些軟件方面的解決辦法。因SLM金屬粉末3D打印的成型設(shè)計設(shè)備的裝備情況不同，還需依據(jù)設(shè)備的具體情況來進行分析處理。

1、實體與基板斷裂變形，打印實體開裂。

    原因：激光打印時，熔池的溫度和工件和粉末之間存在巨大的溫度差異，在傳遞和冷卻過程產(chǎn)生強大的熱應(yīng)力的副作用，導(dǎo)致撕裂。

解決方法：

1）、基板加熱，針對不同材料保持相應(yīng)的基板溫度和成型缸（平臺）的溫度，減少溫度梯度差，降低應(yīng)力。

2）、通過掃描路徑規(guī)劃，錯開熱應(yīng)力的集中產(chǎn)生，采用棋盤、分條掃描打印區(qū)域的方式，將產(chǎn)生應(yīng)力源消除，同時也可降低溫度梯度差值。

3）、通過旋轉(zhuǎn)逐層的掃描起始角度，使熱應(yīng)力多向均勻化。

2、垂直打印面不平整，有渣點。

產(chǎn)生的原因：

1）打印速度快，熔道能量密度不夠，熔化不充分和飛濺廢渣多，下一層再打印時，形成突起。

2）打印速度快，打印機的氛圍達不到工作條件（未及時排走廢煙擋光），不能充分熔化粉末。

解決方法：

1）降低填充激光策略的打印速度，讓粉料熔化更充分。

2）填充參數(shù)中采用雙輪廓，增加熔道能量讓輪廓邊沿更寬，更光滑。

3）加大風(fēng)速，保證工作倉氛圍滿足打印速度要求。

3、側(cè)壁有凸起，渣點。

產(chǎn)生的原因：填充和輪廓兩個結(jié)束延時太小，出現(xiàn)起筆或收筆抖動

解決方法：加大填充和輪廓打標(biāo)和跳筆結(jié)束延時

4、激光出現(xiàn)漏出光打印。

產(chǎn)生的原因：激光參數(shù)中對相關(guān)參數(shù)關(guān)系有嚴(yán)格的規(guī)范要求，如果不能滿足，就可能會影響到線段的輸出。

解決方法：

1）重新檢查激光參數(shù)，是否滿足規(guī)范要求

2）軟件中增加了強制檢查參數(shù)的功能，可以防止參數(shù)設(shè)置不規(guī)范可能引起的丟輪廓問題。

5、層紋線明顯、帶粉。

產(chǎn)生的原因：

層紋線明顯——輪廓的熔道能量密度過高，側(cè)面層紋較顯眼。

帶粉——輪廓的熔道能量密度過低，熔解不充分，裹帶了粉粒，出現(xiàn)粗糙和渣球。也可能是焦點位不合適導(dǎo)致。

解決方法：

層紋線明顯——調(diào)低輪廓的激光功率，按減少5W幅度調(diào)測。

帶粉——調(diào)高輪廓的激光功率，按增加5W幅度調(diào)測。

調(diào)節(jié)位焦點。

備注：每臺激光器的最高功率有差異的，所以統(tǒng)一按一個標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)定比例會出現(xiàn)輸出的功率也有差異。建議：測試每臺激光器的實際輸出功率，精細化配置輸出比例。

6、上下分層，下部外觀毛糙、掛珠，上部光滑。

產(chǎn)生的原因：

下部：缺失位多的層位，會導(dǎo)致在打印過程中的煙塵較多，循環(huán)風(fēng)量不夠，煙塵不能及時被吹走，會影響激光打印到粉料上的能量，導(dǎo)致掛粉和掛珠。

上部：缺失位少的層位，循環(huán)風(fēng)量滿足打印要求，可以打出好質(zhì)量。

解決方法：

1）增加排風(fēng)量，讓風(fēng)能把煙塵快速排走。

2）檢查引起風(fēng)阻變大的原因。

3）特別是采用高速打印時必須確保風(fēng)場氛圍符合要求。

7、實體側(cè)壁凹陷。

支撐沒有拉住，后面脫了，打印錯位

解決辦法：支撐打印牢固

控制軟件同時具備支持多個振鏡的快速安裝調(diào)試對齊的適應(yīng)技術(shù)。完全支持設(shè)備硬件在打印技術(shù)參數(shù)上的提升，釋放硬件性能。

以上為晉原銘3D打印設(shè)備控制軟件激光掃描路徑規(guī)劃的介紹。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)的開發(fā)，聯(lián)合華南理工大學(xué)增材制造團隊、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院研發(fā)團隊雄厚的技術(shù)力量，為增材（3D打印）設(shè)備生產(chǎn)提供長期無憂技術(shù)服務(wù)。更多的技術(shù)交流聯(lián)系晉原銘科技www.jym3d.cn，18688885891。