SLM增材制造工件成形取向的优化.pdfVIP

《热加工工艺》2019年7月第48卷第1期

•名师荐稿•

SLM增材制造工件成形取向的优化

张小川\康进武；融亦鸣气吴朋越4,冯涛

(1.清华大学机械工程学院，北京100084;2.清华大学材料学院，北京100084;3.南方科技大学机械与能源工程系,

广东深圳518055;4.北京易加三维科技有限公司，北京100027)

摘要：由于SLM增材制造是在髙度方向上逐层成形，因此增材制造中工件成形取向十分重要。成形取向不仅影

响工件的质量，并且决定了支撑的添加位置和数量。优化工件成形取向，可以减小支撑数量和支撑去除工作量，提高工

件表面质量和成形效率。优化成形取向是增材制造工艺设计的第一步。目前在成形取向选取上多依靠主观经验，对复杂

结构件则难以判断其较优成形取向。本文通过旋转工件成形取向，比较工件在各方向上的支撑面积，以工件所需支撑体

积最小为目标，建立了工件成形取向的优化模型。并通过实际典型工件验证了模型的正确性与算法的有效性。

关键词：激光选区熔化；成形取向；取向优化；支撑

DOI:10.14158/j.cnki.1001-3814.2019.13.001

中图分类号：TG456.9；TG457.1文献标识码：A文章编号：1001-3814(2019)13-0001-04

OptimizationofBuildingOrientationofPartsinSLMAdditiveManufacturing

ZHANGXiaochuan1,KANGJinwu2,RONGYiming1-,WUPengyue4,FENGTao4

(1.SchoolofMechanicalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;2.SchoolofMaterialsScienceand

Engineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;3.DepartmentofMechanicalandEnergyEngineering,Southern

UniversityofScienceandTechnology,Shenzhen518055,China;4.BeijingE-plus3DTechnologyCo.,Ltd.,Beijing100027,

China)

Abstract:SincetheSLMadditivemanufacturingisamethodoflayerbylayerformingintheheightdirection,sothe

buildingorientationofpartsisveryimportantinadditivemanufacturing,affectingthequalityofpartsanddeterminingthe

addingpositionandnumberofsupports.Optimizingthebuildingorientationcanreducethenumberofthesupportsandthe

worktoremovethemandimprovethesurfacequalityofpartsandformingefficiency.Optimizationoftheformingdirectionis

thefirststepintheprocessdesignforadditivemanufacturing.Atpresent,theselectionofthebuildingorientationmainly

dependsonexperience,thus,itisdifficulttojudgetheoptimal