快速成型制造工藝i(完整版)
【正文】 ystems公司最早推出 SLA商品化快速成型機(jī)以來，SLA已成為最為成熟而廣泛應(yīng)用的 RP典型技術(shù)之一。 模具工程技術(shù)研究中心 METRC ξ2 快速成型制造工藝 吸附式涂層結(jié)構(gòu) 模具工程技術(shù)研究中心 METRC ? 成型過程自動(dòng)化程度高 （二） 光固化成型技術(shù)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： ? 尺寸精度高 SLA系統(tǒng)非常穩(wěn)定，加工開始后，成型過程可以完全自動(dòng)化，直至原型制作完成。下面以某一小扳手的制作來介紹光固化原型制作的前處理過程。 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC a) 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 ?確定擺放方位 擺放方位的處理是十分重要的，不但影響著制作時(shí)間和效率，更影響著后續(xù)支撐的施加以及原型的表面質(zhì)量等，因此，擺放方位的確定需要綜合考慮上述各種因素。 施加支撐是光固化快速原型制作前處理階段的重要工作 。 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC （二） 光固化成型 光固化成型過程是在專用的光固化快速成型設(shè)備系統(tǒng)上進(jìn)行。界面顯示了激光能源的某些信息、激光掃描速度、原型幾何尺寸、總的疊層數(shù)、目前正在固化的疊層、工作臺(tái)升降速度等有關(guān)信息。 3 4 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC 三、 光固化成型的激光掃描方法 由于激光束的照射使得液態(tài)光敏樹脂的聚合反應(yīng)發(fā)生在液體的表面，其固化的區(qū)域可以用水平方向上的線寬和垂直方向上的已成型深度來表示。 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC 圖 25 ACESTM光固化方式 （三） QuickCastTM 方法 建造方式： 正方形(QuickCastTM Version )或等邊三角形 (QuickCastTM Version )填充，三角形的平移應(yīng)確保每個(gè)三角形面的頂點(diǎn)位于前一層三角形質(zhì)心的上方（如圖 25所示），而正方形則按間距的一半距離進(jìn)行偏離。 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC 五、 光固化成型的收縮變形 樹脂在固化過程中都會(huì)發(fā)生收縮，通常其 體收縮率約為10%，線收縮率約為 3%。原型的精度一般包括 形狀精度 、 尺寸精度 和 表面精度 ，即光固化成型件在形狀、尺寸和表面相互位置三個(gè)方面與設(shè)計(jì)要求的符合程度。 在進(jìn)行切片處理時(shí)，因?yàn)榍衅穸炔豢赡芴?，因而在成型工件表面?huì)形成“臺(tái)階效應(yīng)”，還可能遺失切片層間的微小特征結(jié)構(gòu)（如凹坑等），形成誤差。 （ 5）激光掃描方式對(duì)成型精度的影響 ξ2 快速成型制造工藝 （ 6）光斑直徑大小對(duì)成型尺寸的影響 （ 7）激光功率、掃描速度、掃描間距產(chǎn)生的誤差 模具工程技術(shù)研究中心 METRC 七、光固化快速原型的制作時(shí)間 光固化成形零件是由固化層逐層累加形成的，成形所需要的總時(shí)間由 掃描固化時(shí)間 及 輔助時(shí)間 組成。其思路是把微細(xì)結(jié)構(gòu)分割出去，對(duì)剩余部分進(jìn)行補(bǔ)償算法，然后再縫合為一體。所以建議在不影響使用效果的前提下，應(yīng)盡可能將模型表面的文字設(shè)計(jì)成內(nèi)凹。但是在微電子和生物工程等領(lǐng)域，制件一般要求具有微米級(jí)或亞微米級(jí)的細(xì)微結(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)的 SLA工藝技術(shù)已無法滿足這一領(lǐng)域的需求。微光固化快速成型 μ SL（ Micro Stereolithography）便是在傳統(tǒng)的 SLA技術(shù)方法基礎(chǔ)上，面向微機(jī)械結(jié)構(gòu)制造需求而提出的一種新型的快速成型技術(shù)。 ，以避免文字處的特征需要施加支撐而影響文字表面的制作效果。微細(xì)結(jié)構(gòu)一般附著在制件的表面上，模型不同制作方位對(duì)微細(xì)結(jié)構(gòu)的成型及其精度產(chǎn)生重要影響。輔助時(shí)間主要包括工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、每層零件的涂覆時(shí)間和層間等待時(shí)間。 臺(tái)階效應(yīng) ? 措施 ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC （ 2）成型過程中材料的固化收縮引起的翹曲變形 ? 措施 ? 樹脂收縮產(chǎn)生的變形 ? 后固化時(shí)收縮產(chǎn)生的變形 ? 成型工藝的改進(jìn) ? 樹脂配方的改進(jìn) ξ2 快速成型制造工藝 模具工程技術(shù)研究中心 METRC （ 3）樹脂涂層厚度對(duì)精度的影響 ? 措施 二次曝光法 在成型過程中要保證每一層鋪涂的樹脂厚度一致，當(dāng)聚合深度小于層厚時(shí)，層與層之間將粘合不好，甚至?xí)l(fā)生分層；如果聚合深度大于層厚時(shí)，將引起過固化，而產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，引起翹曲變形，影響成型精度。 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。 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。
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