分層實(shí)體制造技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用-文庫吧
2025-06-01 04:07 本頁面
【正文】 輪廓的紙片以網(wǎng)格狀保留在原處，起著支撐和固化的作用[5, 6]。分層實(shí)體制造工藝的主要特點(diǎn)為：（1）成型速率較高。由于該工藝不需要激光束掃描整個模型截面，只需切割出內(nèi)外輪廓等，所以加工時間主要取決于零件的尺寸及其復(fù)雜程度，（2）不需要進(jìn)行支撐設(shè)計(jì)，所以前期處理的工作量小。分層實(shí)體制造工藝的缺點(diǎn)是：（1）由于其工藝特點(diǎn)所致，因此制造出的原型在各方向的機(jī)械性能有顯著的不同，（2）完成加工后，還需要手工清除無用的碎塊，較為費(fèi)時費(fèi)工，（3）由于原材料的原因，所以應(yīng)用范圍受到一定的影響。圖1 LOM技術(shù)工作原理圖Fig. 1 Working principle diagram of LOM technique3. LOM 成型機(jī)成型流程剖析圖1介紹了 LOM 成型機(jī)的工作原理。為設(shè)計(jì) LOM 成型機(jī)，需要進(jìn)一步了解 LOM 成型機(jī)的成型流程。圖2所示為 LOM 工藝的成型流程[6, 7]。圖2 LOM 工藝的成型流程Fig. 1 Shaping process of LOM technique在如圖2所示中，CAD模型的形成與一般的CAD造型過程沒有區(qū)別，其作用是進(jìn)行零件的三維幾何造型。許多具有三維造型功能的軟件，如 Pro/E、AutoCAD、UG、CATIA 等均可以完成這樣的任務(wù)。利用這些軟件對零件造型后，還能夠?qū)⒘慵膶?shí)體造型轉(zhuǎn)化成易于對其進(jìn)行分層處理的三角面片造型格式，即STL 格式。模型 Z 向離散（分層）是一個切片的過程，它將 STL 文件格式的 CAD 模型，根據(jù)有利于零件堆積制造而優(yōu)選的特殊方位，橫截成一系列具有一定厚度的薄層，得到每一切層的內(nèi)外輪廓等幾何信息。層面信息處理就是根據(jù)經(jīng)過分層處理后得到的層面幾何信息，通過層面內(nèi)外輪廓識別及料區(qū)的特性判斷等，生成成型機(jī)工作的數(shù)控代碼，以便成型機(jī)的激光頭對每一層面進(jìn)行精確加工。層面粘接與加工處理就是將新的切割層與前一層進(jìn)行粘接，并根據(jù)生成的數(shù)控代碼，對當(dāng)前面進(jìn)行加工，它包括對當(dāng)前面進(jìn)行截面輪廓切割以及網(wǎng)格切割。逐層堆積是指當(dāng)前層與前一層粘結(jié)且加工結(jié)束后，使零件下降一個層面，送紙機(jī)構(gòu)送上新的紙，成型機(jī)再重新加工新的一層，如此反復(fù)，直到加工完成。后處理是對成型機(jī)加工完的制件進(jìn)行必要的處理，如清理掉嵌在加工件中不需要的廢料等。在圖2所示的成型流程中，創(chuàng)建 CAD 模型、模型 Z 向離散以及層面信息處理通過軟件實(shí)現(xiàn)，后處理部分由人工實(shí)現(xiàn)。本章主要介紹實(shí)現(xiàn)層面加工處理和粘結(jié)逐漸堆積制造的機(jī)械部分的設(shè)計(jì)。4. 分層實(shí)體制造技術(shù)的發(fā)展從歷史上看，國外很早就出現(xiàn)過“材料疊加”這樣的制造設(shè)想，例如，在 1892年，J．E．Blanther 在其美國授權(quán)專利（473901）中，提出了利用分層制造的方法來構(gòu)成地形圖，該方法的原理是：將地形圖的各輪廓線通過某些方法壓印在一些蠟片上，然后再按照輪廓線切割各蠟片，并將切割后的各蠟片粘結(jié)在一起，從而得到對應(yīng)的三維地形圖。1940 年，Perera 提出了在一些硬紙
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