基于分区组合方法的SLA变光斑扫描路径规划

作     者：郭小锋 关迎召 崔陆军 乔书杰 谷明辉 Guo Xiaofeng;Guan Yingzhao;Cui Lujun;Qiao Shujie;Gu Minghui

作者机构：中原工学院机电学院河南郑州450007 郑州财经学院智能工程学院河南郑州450044 

出 版 物：《应用激光》 (Applied Laser)

年 卷 期：2024年第44卷第7期

页      面：172-181页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51705545) 河南省科技攻关项目(222102220058,222102220091) 河南省高等学校重点科研项目(22A460027) 

主　　题：增材制造 立体光固化 变光斑 路径规划 分区组合 

摘      要：激光路径规划是立体光固化打印(SLA)中的关键技术之一。现有的激光路径规划通常采用单一尺寸光斑或简单变光斑扫描方法。单一小光斑扫描不利于提高打印效率,而简单的光斑扫描在打印具有狭长薄壁特征的模型时,容易出现局部成型质量差,甚至打印失败等问题。基于分区组合的思想,提出了一种变光斑分区扫描路径规划算法。算法由以下步骤组成:首先,针对每层切片分别使用大、小光斑完成预扫描以获得数据基础。然后基于预扫描的交点数据,将待填充区域细分为不同光斑类型的子区域。通过判别区域邻接关系,将同类子区域进行合并。最后,在不同光斑类型的合并区域内生成相应的激光扫描路径。实验表明所提出算法相比单一小光斑扫描,在成型质量相近的情况下,对模型A和B,打印效率分别可提高19.5%和21.2%;而相比于简单变光斑扫描,在较少效率损失的情况下,模型A和B成型件的结构强度分别提高了14.3%和14.9%。