具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，在本发明提供的3D打印定位辅助装置的一些实施例中，该辅助装置包括辅助件，辅助件和3D打印产品一体打印成型，辅助件包括便于装夹的装夹部。3D打印产品为通过3D打印技术打印而成的产品。

在上述实施例中，辅助件连接于通过3D打印技术打印而成的3D打印产品上，而且辅助件和3D打印产品一起被3D打印而成型，辅助件和3D打印产品一体成型，而且辅助件包括便于装夹的装夹部，本发明实施例通过在3D打印产品上一体成型辅助件，使得3D打印产品可以通过辅助件进行装夹和定位，即使3D打印产品包括异形表面，表面形状不规则，不适合利用装夹工具进行装夹和定位，也可以通过辅助件实现装夹和定位，解决了相关技术中因3D打印产品的表面不规则而无法定位和装夹的问题。

通过辅助件，可以实现对3D打印产品的装夹和定位，保证加工过程的稳定，从而有效提高加工精度。

在设计3D打印产品的打印程序时，通过增加辅助件的打印程序，可以实现辅助件和3D打印产品一体打印成型，因此不需要单独制造辅助件，可实现性强，辅助件的增加也不会给产品成型带来太大影响。

而且，本发明实施例通过在3D打印产品上设置辅助件的方式实现装夹和定位，辅助件的结构可以设置为与现有装夹工具相匹配的结构，无论3D打印产品的结构是怎样的，均可以设置结构相同或类似的辅助件，从而适配现有的装夹工具，不需要像相关技术中那样为不同的3D打印产品定制专门的装夹工具，从而大大节省加工成本。

在一些实施例中，装夹部包括装夹平面。通过设置装夹平面，可以便于装夹部与装夹工具相配合，可以适配大多数的装夹工具，提高通用性。

在一些实施例中，辅助装置包括第一辅助件1和第二辅助件2，第一辅助件1包括第一平面，第二辅助件2包括第二平面，第一平面和第二平面共面并组成装夹平面。通过设置至少两个辅助件，可以增大装夹平面的面积，提高装夹平面的支撑性能，提高稳定性。

在一些实施例中，辅助件自3D打印产品的外表面向远离3D打印产品的方向延伸。将辅助件设置于3D打印产品的外表面，可以避免辅助件对3D打印产品的内部结构造成影响，也便于在加工完毕后将辅助件从3D打印产品上切割下来，减少对3D打印产品的结构影响。

在一些实施例中，辅助装置包括设置于3D打印产品的至少一侧的至少三个辅助件。通过设置至少三个辅助件，可以进一步提高装夹和定位的稳定性，保证定位精度。

至少三个辅助件可以均匀布置在其所在侧面上，以便实现均匀支撑和定位。至少三个辅助件的远离3D打印产品的端面共面，这样设置可以方便与装夹工具配合，以实现对3D打印产品的装夹和定位。

在一些实施例中，辅助件包括空心的柱体，柱体的端面包括平面。

通过将辅助件设置为空心的柱体结构，可以减轻辅助件的重量。而且在完成对3D打印产品的加工后，辅助件需要被切割下来，将辅助件设置为空心结构，还可以减少耗材，节约成本。

柱体的端面包括平面，便于与装夹工具配合，实现对3D打印产品的装夹和定位。

在一些实施例中，辅助件成型于3D打印产品的侧面，且辅助件被构造为能够实现自支撑的形状，以在打印过程中省略用于支撑辅助件的支撑件。

在打印3D打印产品的过程中，一般是自下而上打印，即先打印产品的底部，然后逐层向上累积，而且在每层打印之前需要先铺设一层粉末材料，若产品的中间出现镂空部分，再往上打印时，需要在镂空部分设置支撑件，以便通过支撑件支撑所铺设的粉末材料。在本发明实施例中，由于辅助件设置于3D打印产品的侧面，在辅助件并不是从底部开始成型的情况下，通过将辅助件构造为能够实现自支撑的形状，可以在打印辅助件时省略需要在其下方设置的支撑件，从而减少材料浪费，节约打印成本。

在一些实施例中，辅助件包括横截面呈倒锥形的部分。如图1和图2所示，设置于第三侧面C上的4个辅助件的横截面的底部呈倒锥形，类似水滴形状，该部分的横截面面积自下而上逐渐增大。这种结构可以实现自支撑，无需设置专门的支撑件，可以有效降低打印成本。

在一些实施例中，辅助件成型于3D打印产品的底面。设置于底面的辅助件可以作为整个3D打印产品的支撑底座，实现对3D打印产品的支撑作用。本发明实施例中的辅助件集装夹、定位和支撑功能于一体，既具备装夹和定位功能，又具备支撑功能。

另外，设置于底面的辅助件还可以具有使3D打印产品实现局部散热的功能，有助于加快3D打印产品的散热速度，进而提高成型速度。

本发明还提供了一种3D打印产品定位方法，包括：

在打印3D打印产品时，打印和3D打印产品一体成型的辅助件，辅助件包括便于装夹的装夹部；和

利用装夹工具夹住装夹部，以实现对3D打印产品的定位。

本发明3D打印产品定位方法实施例，通过在3D打印产品上一体打印成型辅助件，即使3D打印产品的形状不规则，很难与装夹工具配合，也可以通过辅助件实现对3D打印产品的装夹和定位，提高加工过程的稳定性，保证加工精度。

本发明还提供了一种3D打印产品加工方法，包括：

选择3D打印产品的待加工的第一端面作为第一基准面21，选择位于3D打印产品的至少两个测量点，测量各个测量点和第一基准面21之间的距离；和

根据测量所得的各个测量点和第一基准面21之间的实际距离与理论距离之间的差值，确定需要对第一基准面21进行加工的加工量。

在打印出3D打印产品的毛坯后，对3D打印产品的毛坯进一步加工的传统方式为：以待加工表面为初始粗加工基准面，然后直接进行精加工，加工量为打印时预设的加工余量。但是，3D打印机打印也存在一定的误差，打印出的毛坯并不一定是预想的尺寸，因此，如果按照预设的加工余量进行加工，可能会出现加工误差。比如，毛坯上设有安装孔，内部具有孔道时，如果安装孔的端面加工出现误差，内部孔道也会出现偏差，最后有可能会导致零件无法使用，只能当做废件丢弃。

而在本发明上实施例中，通过在3D打印产品上选择测量点，并测量测量点与基准面之间的距离，通过实际距离与理论距离之间的差值可以确定待加工表面的实际加工余量，从而对待加工表面按照实际的加工余量进行加工，防止3D打印产品的内部结构因基准面的加工误差而错位，有效提高加工精度，降低废件率。

在一些实施例中，在选择第一基准面21之前，3D打印产品加工方法还包括：

在打印3D打印产品时，打印和3D打印产品一体成型的辅助件，辅助件包括便于装夹的装夹部，至少两个测量点中的至少一个位于辅助件。

在上述实施例中，通过在3D打印产品上一体打印成型辅助件，即使3D打印产品的形状不规则，很难与装夹工具配合，也可以通过辅助件实现对3D打印产品的装夹和定位，提高加工过程的稳定性，保证加工精度。

而且，辅助件不止具备方便对3D打印产品进行装夹和定位的功能，还可以在对3D打印产品进行加工的过程中，辅助确定3D打印产品上第一基准面的加工量，从而实现对3D打印产品的加工过程的辅助功能。

通过测量各个测量点与第一基准面21之间的实际距离，并与理论值相比较，可以对第一基准面21的加工量提供参考。

除了辅助件之外，测量点也可以选择位于其他孔或平面等位置的点，被选择作为测量点的点与第一基准面21之间应具有明确的理论距离，以便具备比对条件。

在一些实施例中，根据测量所得的各个测量点和第一基准面21之间的实际距离与理论距离之间的差值，确定对第一基准面21的加工量的操作包括：

计算测量所得的各个测量点和第一基准面21之间的实际距离与理论距离之间的差值；

对各个测量点对应的差值进行分析，确定是否保留测量点所对应的测量数据；

根据保留的测量数据确定需要对第一基准面21进行加工的加工量。

在一些实施例中，确定是否保留测量点所对应的测量数据的操作包括：

若计算所得的差值小于或等于预设差值，则保留该差值所对应的测量数据；

若计算所得的差值大于预设差值，则确认该差值所对应的测量点是否位于辅助件；

若是，则剔除大于预设差值的测量点的测量数据；

若否，则对3D打印产品进行返修。

在一些实施例中，根据保留的测量数据确定需要对第一基准面21进行加工的加工量的操作包括：

计算保留的测量数据中的各个差值的平均数；

根据平均数与第一基准面21的理论加工量，确定需要对第一基准面21进行加工的实际加工量。

在一些实施例中，在测量各个测量点和第一基准面21之间的距离之前，3D打印产品加工方法还包括：

测量第一基准面21的平面度；

比较测量所得的第一基准面21的实际平面度与预设平面度的大小；

若实际平面度小于或等于预设平面度，则进入测量各个测量点和第一基准面21之间的距离的步骤；

若实际平面度大于预设平面度，则对3D打印产品进行返修。

下面结合附图1至6对本发明3D打印产品加工方法一个实施例的操作过程进行说明：

如图1所示，3D打印产品为液压阀体，该阀体包括6个安装孔，6个安装孔的端面分别为第一基准面21、第二基准面22、第三基准面23、第四基准面24、第五基准面25和第六基准面26。阀体内部还设有内部流道。阀体大致呈六面体形状，阀体包括第一侧面A、第二侧面B、第三侧面C、第四侧面D、第五侧面E和第六侧面F。第一侧面A与第二侧面B相对，第三侧面C与第六侧面F相对，第四侧面D和第五侧面E相对。

以图1的图示方向为参考方向，第一侧面A与第二侧面B分别位于阀体的前侧和后侧，第三侧面C与第六侧面F分别位于阀体的左侧和右侧，第四侧面D和第五侧面E分别位于阀体的底面和顶面。

6个安装孔的端面均位于第一侧面A上。第三侧面C上设有4个辅助件，分别为第五辅助件5、第六辅助件6、第七辅助件7和第八辅助件8。第四侧面D上设有4个辅助件，分别为第一辅助件1、第二辅助件2、第三辅助件3和第四辅助件4，第五侧面E上设有4个辅助件，分别为第九辅助件9、第十辅助件10、第十一辅助件11和第十二辅助件12。

该阀体上，除了第一侧面A与第二侧面B为规则平面外，其余的侧面(即第三侧面C、第四侧面D、第五侧面E和第六侧面F)均为不规则曲面，常规夹具不能对这些不规则曲面直接进行装夹，如果不进行装夹，容易造成加工过程中的不稳定，影响加工精度。

通过在不规则曲面上设置辅助件，辅助件包括便于装夹的装夹部，可以对不规则曲面实现装夹和定位，克服因不规则而无法装夹的问题，提高加工过程中的稳定性，进而提高加工精度。

如图2所示，第三侧面C上的四个辅助件分别位于该侧面的四个角处。第三侧面C上所设置的第五辅助件5、第六辅助件6、第七辅助件7和第八辅助件8在与第三侧面C平行的方向上的横截面形状均为倒锥形，该截面形状的底部比较尖，从下到上截面面积逐渐增大，截面的上部为圆弧形状。第三侧面C上所设置的4个辅助件既可以用于装夹和定位，也可以用作自支撑结构，以便在打印过程中支撑上部结构，可在打印过程中降低支撑量，提高打印效率，降低制造成本。而设置于底面(第四侧面D)上的辅助件，除了用于装夹和定位之外，还可以作为底座使用，对整个阀体结构进行支撑，不需要专门为阀体设置支撑底座。底面上的辅助件还可以起到散热作用。

各个辅助件可以设置为空心圆柱结构，外圆柱直径10mm-15mm，壁厚为3mm-5mm。采用空心结构可以减少打印材料及时间，降低制造成本。

机加工完成后，用户可根据需求确定是否进行辅助结构的去除，辅助结构的去除可通过简单的切割去除，去除后需进行局部打磨喷砂处理，保证零件表面的美观性。

在打印出阀体的毛坯后，对毛坯进一步加工的传统方式为：以第一侧面A为初始粗加工基准面，然后对安装孔进行精加工，根据前面分析的打印误差可以知道，采用传统的加工方式，可能会由于基准面的误差而导致内部油道位置产生错位和偏差，最终导致阀体加工后不能正常使用。而本发明实施例在阀体上设有辅助件，通过对辅助件和其他位置上的测量点与基准面之间的距离进行测量和计算，通过与理论距离进行对比计算，可以确定待加工表面的实际加工余量，从而对待加工表面按照实际加工余量进行加工，防止内部油道因基准面的加工误差而错位，提高加工精度，降低坏件率。

参考图6所示，在一个实施例中，金属3D打印产品的具体操作包括：

1、结构分析：对金属3D打印的阀体结构进行分析，确定用于安装插件的安装孔的位置以及与安装孔连通的油口位置；

2、安装孔位置测量：利用三坐标测量机测量待加工的安装孔，获取待加工的安装孔的中心坐标，以便将后续计算出来的加工量匹配至对应的安装孔；

3、安装孔端面测量：利用三坐标测量机测量待加工的安装孔的局部端面的面特征，局部端面的平面度偏差需≤0.15mm；

4、安装孔端面以下典型特征测量：以待加工的安装孔的端面为顶面，分析待加工的安装孔端面以下的典型特征，典型特征主要包括：圆孔、平面、辅助件等特征，利用三坐标测量机测量该类特征，保存测试数据；

5、距离测量：对上述测量的圆孔、平面、辅助件等典型特征与待加工的安装孔端面之间的距离分别进行测量，测量结果进行分类编号，记录为d1、d2、…dn，测量尺寸总数量不低于8个；

6、制造偏差计算：将实际测量距离di与设计时的理论距离Di进行偏差计算，计算公式如下：

Δd_i＝d_i-D_i

7、制造偏差分析：将计算得到的Δd_i与预设差值进行对比分析：

若Δd_i小于或等于预设差值，则进行下一步平均偏差计算；

若Δd_i大于预设差值，则需要进行进一步确认对应的测量点是否位于辅助件上，如果对应的测量点并不是位于辅助件上，则该3D打印产品需要进行返修，返修后重新按照步骤1进行测量，如果不能进行返修，则报废处理；如果对应的测量点确实位于辅助件上，则将该偏差Δd_i去除后进行下一步平均偏差计算；

8、平均偏差计算：将上述计算得到并保留下来的各个差值Δd_i进行平均，计算公式如下：

删除实际差值超过预设差值对应的数据后，剩余S个测量点的数据；

总偏差：

有效偏差计算：

Δd_y＝Δd_s/s

9、确定安装孔端面的加工余量：

最终的实际加工余量M_s为设计时安装孔端面的理论加工余量ΔD_y与第8步计算的安装孔端面的平均偏差Δd_y之差：

M_s＝ΔD_y-Δd_y

10、利用第9步计算得到的实际加工余量，按照零件设计图纸及第1步测量的安装孔的中心坐标，对安装孔进行加工。计算所得的实际加工余量可以为需要将安装孔的端面切掉的厚度大小。

其他安装孔的实际加工余量也可以采用上述方法进行计算，可选地，在将所有安装孔的实际加工余量均计算出来后，再统一进行逐个加工。

下面结合具体实施例对本发明3D打印产品加工方法的具体操作进行说明：

如图1和图2所示，3D打印产品为液压阀体，该阀体上用于安装插件的安装面为第一侧面A，将第一安装孔的端面作为第一基准面21。

按照步骤1，分析该阀体包括6个安装孔，6个安装孔的安装面为第一侧面A，第三侧面C上设有4个辅助件，第四侧面D上设有4个辅助件和两个油口，第六侧面F上设有两个油口。

按照步骤2，利用三坐标测量机测量第一安装孔的中心坐标；

按照步骤3，测量第一侧面A的实际平面度与预设平面度之间的误差为0.125mm，满足小于或等于0.15mm的条件，继续进行下一步；

按照步骤4-5，利用三坐标测量机分别测量圆孔、平面、辅助件等典型特征距离第一基准面21的距离，如图3-5所示：

在第三侧面C上，选择分别位于4个辅助件上的4个点作为测量点，这4个测量点与第一基准面21之间的距离值分别为：

实际距离为：d1＝18.116mm，对应的理论距离为：D1＝18mm；

实际距离为：d2＝18.104mm，对应的理论距离为：D2＝18mm；

实际距离为：d3＝90.708mm，对应的理论距离为：D3＝90.56mm；

实际距离为：d4＝90.710mm，对应的理论距离为：D4＝90.56mm；

在第四侧面D上，选择分别位于其中两个辅助件上的2个点和分别位于两个油口端面中心点作为测量点，这4个测量点与第一基准面21之间的距离值分别为：

实际距离为：d5＝20.455mm，对应的理论距离为：D5＝20mm；

实际距离为：d6＝66.148mm，对应的理论距离为：D6＝66mm；

实际距离为：d7＝20.637mm，对应的理论距离为：D7＝20.5mm；

实际距离为：d8＝90.327mm，对应的理论距离为：D8＝90mm；

在第六侧面F上，选择分别位于两个油口端面中心点作为测量点，这两个测量点与第一基准面21之间的距离值分别为：

实际距离为：d9＝35.215mm，对应的理论距离为：D9＝35mm；

实际距离为：d10＝92.215mm，对应的理论距离为：D10＝92mm；

按照步骤6，根据实际距离与理论距离进行偏差计算得到Δd₁～Δd₁₀，分别为：

Δd₁＝0.116mm，Δd₂＝0.104mm，Δd₃＝0.148mm，Δd₄＝0.15mm，Δd₅＝0.455mm；

Δd₆＝0.148mm，Δd₇＝0.137mm，Δd₈＝0.327mm，Δd₉＝0.215mm，Δd₁₀＝0.15mm；

按照步骤7，逐个分析ΔD₁～ΔD₁₀是否超差，可以发现，第5个和第8个测量点的超差较大，而由于第5个和第8个测量点均为与辅助件上，因此可以将这两个测量点对应的数据直接踢除，踢除后剩余8组数据；

按照步骤8，计算总偏差为：

有效偏差计算：

按照步骤9，确定第一安装孔的实际加工余量为：

M_s＝ΔD_y-Δd_y＝0.30-0.115＝0.185mm

因此，第一安装孔端面的最终加工余量为0.185mm。

根据计算得到的加工余量，按照图纸及第1步测量的安装孔的中心坐标，利用通用面夹具，通过辅助件辅助稳定装夹后，进行安装孔的加工。

在本实施例中，预设差值与第一基准面的理论加工量大小相等。在其他实施例中，预设差值与第一基准面的理论加工量的大小也可以不相等，这里不再赘述。

本发明实施例适用于增材设计及制造复杂结构集成阀，不需要定制专用的工装夹具，以较低的成本，较高的效率保证液压阀体金属3D打印、机械加工装夹以及安装孔、油口等端口的精确加工，有效加快金属3D打印技术的落地。

通过对本发明实施例的说明，可以看到本发明实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、辅助件可用来进行金属3D打印支撑、散热及加工时装夹使用，不需要定制专用的夹具，通用性好；

2、辅助件可使得装夹稳定，保证加工稳定，不考虑由于金属3D打印工艺造成的外围轮廓、端面打印误差等原因导致的原始基准发生偏移等问题，快速准确得到待加工位置实际的加工余量，保证金属3D打印零件的加工精度；

3、辅助件可以适用于通用的夹具，不需要单独定制特殊的定位专用夹具，制造成本低显著降低；

4、通过设置辅助件，有效提高了装夹的装配方便性，夹具更换速快，有效提高加工效率；

5、通过测量测量点和基准面之间的距离，并与理论距离相比较，可以确定待加工部位的加工余量，测量时可通过编制专用的测量程序，利用三坐标测量机实现批量自动测量，批量获取加工定位数据记录，效率高。

本发明提供的3D打印定位辅助装置可以应用于各类3D打印产品上，比如液压阀、汽车或飞机零部件等等。

上述各个实施例中3D打印定位辅助装置所具有的积极技术效果同样适用于3D打印产品定位方法和3D打印产品加工方法，这里不再赘述。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明原理的前提下，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，这些修改和等同替换均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。