第二章 快速成型制造工藝--i-全文預(yù)覽
【正文】 層的厚度直接影響成型件的表面光潔度。 影響光固化原型精度的因素很多，包括成型前和成型過程中的數(shù)據(jù)處理、成型過程中光敏樹脂的固化收縮、光學(xué)系統(tǒng)及激光掃描方式等。光固化快速原型技術(shù)發(fā)展到今天，光固化原型的精度一直是人們持續(xù)需要解決的難題。 樹脂收縮及其原因 樹脂收縮主要有兩部分組成 :一部分 是固化收縮， 另外一部分是當(dāng)激光掃描到液體樹脂表面時(shí)由于溫度變化引起的熱脹冷縮。類型：?斜支撐?直支撐 主要用于支承腿部結(jié)構(gòu) ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC主要用于大面積的內(nèi)部支承 。ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC四、 光固化成型的支撐結(jié)構(gòu) 在成型過程中，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輪廓和懸臂輪廓定位。 上一層 平移半個(gè)間距的下一層特點(diǎn)： 掃描時(shí)間較短 ， 尺寸穩(wěn)定性 好。 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC（一） ACESTM方法 建造方式： 實(shí)體的內(nèi)部在激光束的作用下將完全固化，如圖 23所示。 12ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC從外向內(nèi)從工作臺(tái)上取下原型，并去除支撐結(jié)構(gòu)。對(duì)于光固化成型方法成型的原型，還需要進(jìn)行后固化處理等，下面以某一 SLA原型為例給出其后續(xù)處理的步驟和過程。整個(gè)疊層的光固化過程都是在軟件系統(tǒng)的控制下自動(dòng)完成的，所有疊層制作完畢后，系統(tǒng)自動(dòng)停止。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，啟動(dòng)原型制作控制軟件，讀入前處理生成的層片數(shù)據(jù)文件。ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRCa) CAD三維原始模型 b) CAD模型的 STL數(shù)據(jù)模型 c) 模型的擺放方位 d) 模型施加支撐 圖 22光固化快速原型前處理 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC圖 23 某手柄的光固化快速原型 ?切片分層 支撐施加完畢后，根據(jù)設(shè)備系統(tǒng)設(shè)定的分層厚度沿著高度方向進(jìn)行切片，生成RP系統(tǒng)需求的 SLC格式的層片數(shù)據(jù)文件，提供給光固化快速原型制作系統(tǒng)，進(jìn)行原型制作。支撐施加的好壞直接影響著原型制作的成功與否及制作的質(zhì)量。同時(shí)考慮到盡可能減小支撐的批次，大端朝下擺放。但是，有時(shí)為了提高原型制作質(zhì)量以及提高某些關(guān)鍵尺寸和形狀的精度，需要將最大的尺寸方向作為疊層方向擺放。這一階段需要注意的是 STL文件生成的精度控制。沒有 CAD三維數(shù)字模型，就無法驅(qū)動(dòng)模型的快速原型制作。 ?較脆，易斷裂性能尚不如常用的工業(yè)塑料 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC二、 光固化快速原型的工藝過程 光固化快速原型的制作一般可以分為 前處理 、 原型制作 和后處理 三個(gè)階段。 。 （一） 光固化成型的基本原理ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC光固化成型工藝過程原理圖 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRCξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRCξ2 快速成型制造工藝 因?yàn)闃渲牧系母哒承?，在每層固化之后，液面很難在短時(shí)間內(nèi)迅速流平，這將會(huì)影響實(shí)體的精度。這種方法能簡(jiǎn)捷、全自動(dòng)地制造出歷來各種加工方法難以制作的復(fù)雜立體形狀，在加工技術(shù)領(lǐng)域中具有劃時(shí)代的意義。在目前所有的快速成型工藝方法中， 光固化成型法 (SLA)、疊層實(shí)體制造法 (LOM)、激光選區(qū)燒結(jié)法 (SLS)、熔融沉積法 (FDM)得到了世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，下面重點(diǎn)介紹這幾種常用的快速成型技術(shù)。如圖所示。2)分層疊加成形。 它包括工件的三維模型的構(gòu)造、三維模型的近似 處理、模型成形方向的選擇和三維模型的切片處理。 它包括工件的剝離、后固化、修補(bǔ)、打磨、拋光和表 面強(qiáng)化處理等。模具工程技術(shù)研究中心 METRC 快速成型制造技術(shù)是 20世紀(jì) 80年代中期發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù)，從 1988年世界上第一臺(tái)快速成型機(jī)問世以來，快速成型技術(shù)的工藝方法目前已有十余種。它以光敏樹脂為原料，通過計(jì)算機(jī)控制紫外激光使其凝固成型。一層固化完畢后，工作臺(tái)下移一個(gè)層厚的距離，以使在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，刮板將粘度較大的樹脂液面刮平，然后進(jìn)行下一層的掃描加工，新固化的一層牢固地粘結(jié)在前一層上，如此重復(fù)直至整個(gè)零件制造完畢，得到一個(gè)三維實(shí)體原型。SLA原型的尺寸精度可以達(dá)到 177。 成型過程中材料發(fā)生物理和化學(xué)變化?需要二次固化 經(jīng)快速成型系統(tǒng)光固化后的原型樹脂并未完全被激光固化。 ?CAD三維造型 三維實(shí)體造型是 CAD模型的最好表示，也是快速原型制作必須的原始數(shù)據(jù)源。STL數(shù)據(jù)處理實(shí)際上就是采用若干小三角形片來逼近模型的外表面，如圖 22b所示。一般情況下，從縮短原型制作時(shí)間和提高制作效率來看，應(yīng)該選擇尺
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