晋原铭3D打印设备控制软件工艺参数开发

广州晋原铭科技有限公司

上一节讲到激光3D打印中，晋原铭3D打印设备控制软件通过规划激光扫描路径，规划路径需要匹配相应的激光策略才能完成扫描工作，不同材料要有相应的工艺参数包来控制打印过程和提高质量。

在扫描路径规划好之后，其中的支撑、填充、轮廓等路径使用的激光策略成为关键。还是以金属粉末打印为例，激光功率输出控制直接决定金属粉末的熔化质量，在受热熔化的过程熔道会产生的黑烟、渣尘、等离子气体，会阻挡在激光的扫描路径，影响熔道质量。故此软件通过对激光的扫描路径规划避免这类影响同时，各种路径中的激光策略也是关键所在。

激光策略的定义：在激光输出中，所使用的激光参数和振镜扫描参数组合而成的参数设定。打印中依据常规图形划分为：支撑、填充、轮廓三种类型设置扫描策略。当然也可以按照设备开发需求自行设置相应的激光策略。

激光策略设置须严格按照振镜和激光器两个硬件的性能参数来设置。激光作用在材料上的扫描点简称熔池，打标速度和激光功率决定熔池所能吸收的能量，两者成反比关系。两个关键点：

第一是打印的材料熔点的能量匹配，其次是激光穿透层厚要求的能量匹配。确定相应的能量才能确保熔化质量。

以金属粉末打印的例子来做说明：

1、支撑激光策略：用来打标支撑的激光策略，“十”字支撑均匀，长短比例与图形显示相同为合适。确保激光功率足够熔化材料，过低会产生锯齿不够坚固，过高会顶出铺过粉的工作面，磨损铺粉装置。

2、填充激光策略：用来打标实体的激光策略，打标速度和延时参数与支撑激光策略的一样，功率输出比支撑激光功率加大20%左右，确保实体熔道功率足够熔化材料，过低会藏粉，造成缺陷，过高会顶出铺过粉的工作面，磨损铺粉装置。

3、轮廓激光策略：用来打标轮廓的激光策略，保证扫描表面质量。打标速度约为填充激光策略的50%，适当降低功率。为保证打标线段的搭接质量，对各个延时参数重新调整设置。熔道功率过高层纹明显，过低则熔化不充分而带粉挂珠，适当功率可保证表面质量和打印成功。

参数关系和逻辑参照下表：

参数	说明	示例
打标速度mm/s	激光出光时振镜的摆动速度
跳笔速度mm/s	不出光时振镜到下一个有效线段起点振镜的摆动速度
打标结束延时us	为了补偿振镜摆动的机械动作滞后性，通过此延时增加出光时间补偿这个滞后。值太小，线段结尾处会产生抖动，值大对效果没影响，会增加打印时间。
跳笔结束延时us	跳到下一个有效线段起点时，振镜会产生抖动，此延时消除起点处的振镜抖动。值太小，线段起始处会产生抖动，值大对效果没影响，会增加打印时间。
转弯延时us	打印连续线段时，任何相连两条前后线段连接处存在一个打印方向的改变，通过此延时让激光在拐弯处的轨迹更精准。值太小，拐弯处会形成圆弧，值太大，拐弯处会产生重点。
激光开延时us	由于振镜启动时机械动作的滞后性，通过此延时让振镜摆动与开始出激光实现同步。值太小，会在线段起点产生重点，值太大，会在线段起点产生短缺。
激光关延时us	由于振镜摆动机械动作的滞后性，通过此延时让激光关停与振镜到达目标点实现同步。值太小，会在线段终点产生空缺，值太大，会在线段终点产生重点。
边缘水平us	当激光扫描连续线段时，如果拐弯角度太大，拐角处就会形成重点，设置此值时，在尖角处激光会自动关闭，避免形成重点。不能小于10，关闭值为65500，设定规则：1倍转弯延时<边缘水平<2倍转弯延时
最小跳转长度mm	最小跳转长度，当跳转长度小于此设定值时，跳转结束延时采用最小跳转延时，以此来减少打印时间，提高打印效率
最小跳转延时us	最小跳转延时，当跳转长度小于最小跳转长度时，跳转结束延时采用此最小跳转延时，以此来减少打印时间，提高打印效率
激光频率KHz	查看激光器使用用手册设置

示例如下：

激光策略的设定是严谨的测试程序，不同激光器和振镜的匹配会有不同的参数组。确定好激光器和振镜的组合，可以找到相应的各种延时参数，形成基础参数组。针对不同材料和打印层厚就相对简单，通过确定熔点功率就可以找到完整的激光策略，形成工艺参数的基础。

以上为晋原铭3D打印设备控制软件工艺参数开发的介绍。广州晋原铭科技有限公司专注于3D打印设备控制系统软件技术的开发，联合华南理工大学增材制造团队、华南农业大学软件学院研发团队雄厚的技术力量，为增材（3D打印）设备生产提供长期无忧技术服务。更多的技术交流联系晋原铭科技www.jym3d.cn，18688885891。

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