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1、《快速成形技術(shù)》課程論文 名稱 班級 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)老師 評語及成績 河南機電高等?？茖W(xué)校 一、快速成型的前處理 速成型的前處理快主要包括 CAD三維模型的構(gòu)建，CAD三 維模型的STL格式化以及三維模型的切片處理等幾個方面。 三維模型構(gòu)造 由于快速成型機只能接受計算機構(gòu)造的工件三維模型（即立 體圖），然后才能進(jìn)行分成切片處理，因此 ，首先必須建立三維模 型，目前構(gòu)造三維模型的方法如下 寶胃n Kb m -1）*且 W 中f . it 3" EWTs.' I*If ■□m 阻Uhi 」占c ［魅it*二tax等■?w 同&d?自回印日豆， 好也因 JE亂知

2、 KTIB/ 丁 ISA F￥KcnJ t *"xHnafia msa 二日於4m :、三維模型的STL格式化 由于產(chǎn)品上往往有一些不規(guī)則的自由曲面，為方便地獲得曲 面每部分的坐標(biāo)信息，加工作前必需進(jìn)行近似處理.在目前的快 速成型機上，最常見的近似處理方法是，用一系列的小三角平面 來逼近自由曲面.其中，每一個三角形用三個頂點的坐標(biāo)（ x,y,z） 和1個法向量N）來描述。三角形的大小是可以選擇的，從而能 得到不同的曲面近似精度。 經(jīng)過上述近似處理的三維模型文件稱 為STL格式文件，它有一系列相連的空間三角形組成。 三 維 模 型 的 切 片 處 理 ■ |-J{T

3、U1]UL lililf !1■ ih.Di 之世 乂 1、成形方向 將工件的三維STL格式文件輸入快速成型機后，可以用快 速成型機中的STL格式文件顯示軟件，使用模型旋轉(zhuǎn)，從而選 擇不同的成型方向。不同的成型方向會對工件品質(zhì)（尺寸精度 表面粗糙度，強度等）、材料成本和制作時間產(chǎn)生很大影響。即 對工件品質(zhì)、對材料成本、對制作時間等 . 2、切片 切片是幾何體與一系列平行平面求交的過程， 切片的結(jié)果將產(chǎn)生 一系列實體截面輪廓。切片算法取決于輸入幾何體的表示格式。 STL 格式采用小三角形平面近似實體表面， 這種表示法最大的優(yōu) 點就是切片算法簡單易行，只需要依次與每個三角形求交點

4、即 可。 適應(yīng)性切片 適應(yīng)性切片根據(jù)零件的幾何特征來決定切片的厚度，在輪廓 變化頻繁的地方采用小厚度切片， 在輪廓變化平緩的地方采用大 厚度切片，與同一厚度切片方法比較，可以減少z 軸誤差、階梯 效應(yīng)與數(shù)據(jù)文件的長度. 三、 SLA 快速成型的原理 SLA 成型系統(tǒng)由液槽、可升降工作臺、激光器、掃描系統(tǒng)和 計算器控制系統(tǒng)等組成.其中，液槽中充滿液態(tài)光固化聚合物。 太有許多小孔洞的可升降工作臺在步進(jìn)電機的驅(qū)動下能沿高速z 方向作往復(fù)運動。 激光器為紫外激光器。 掃描系統(tǒng)為一組定位鏡， 它能根據(jù)控制系統(tǒng)的指令， 按照每一截面輪廓的要求作高速往復(fù) 運動， 從而使激光器發(fā)生的

5、激光束反射并聚焦于液槽中液態(tài)光固 化聚合物的上表面,并沿此面作x—y 方向的掃描運動.在這一層 受到紫外激光束照射的部位，液態(tài)光固化聚合物快速固化 ,形成 相應(yīng)的一層固態(tài)輪廓。 一層固化完畢后， 工作臺下移一個工作距 離， 以使在原固化好的表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂， 然后刮刀 將粘度較大的樹脂液面刮平，進(jìn)行下一層的掃描加工 ,同時新固 化的一層牢固的粘結(jié)在前一層上， 如此重復(fù)直至整個零件制造完 畢，得到一個三維實體模型。 激光固化的基本過程 激光固化快速成形的過程可以分為下述四個階段 1、制造數(shù)據(jù)的獲取 由于光固化快速成形技術(shù)是基于堆積概念，所以，層層制造 之前必

6、須獲取每一層片的信息，將 CAD模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成快速成 形機系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)。 2、層準(zhǔn)備 層準(zhǔn)備過程是指在獲取了制造數(shù)據(jù)后，在進(jìn)行層層堆積成形 時，掃描前每一層固化層液態(tài)樹脂的準(zhǔn)備。由于這種層堆積成形 的工藝特點，必須保證每一薄層的精度，才能保證層層堆積后整 個模型的精度。 3、層固化 層固化是指在層準(zhǔn)備好以后，用一定波長的紫外激光按分層 所獲得的層片信息，以一定的順序照射樹脂液面使其固化為一個 薄層的過程。 4、層層堆積 層層堆積實際上是前兩步層準(zhǔn)備與固化的不斷重復(fù). 在單層 掃描固化過程中， 除了使本層樹脂固化外， 還必須通過掃描參數(shù) 及層厚的精確控制， 使當(dāng)前層與已固化的前

7、一層牢固的粘結(jié)到一 起. 5、后處理 后處理是指整個零件成形后完成對零件進(jìn)行的輔助處理工 藝。 另外在 SLA 成形過程中， 由于未被激光束照射的部分材料仍 為液態(tài)， 它不能使制件截面上的孤立獨立輪廓和輪廓定位， 零件 的地面以及一定角度下的傾斜面在制作過程中均會發(fā)生較大變 形。為了確保制件的每一部分可靠固定,同時減少制件的翹曲變 形， 僅靠調(diào)整制作參數(shù)是遠(yuǎn)不能達(dá)到目的的， 必須設(shè)計并在加工 中制作一些柱狀或筋狀的支撐結(jié)構(gòu)。 四、快速成形的后處理 快速成形機上取下的制品往往需要進(jìn)行剝離，以便去除廢料 和支撐結(jié)構(gòu),有的還需要進(jìn)行后固化、修補、打磨拋光和表面強 化處理等，這些工序統(tǒng)稱為后處理。