【正文】 能獲得的尺寸精度有所差別，而且都有較難獲得高精度的零件特征，所以對于特定的成型方法，應(yīng)盡量避免加工這些特征。對于較小的實體尺寸，SLA的精度同樣最高。 當(dāng)前主要的RP技術(shù)RP是直接根據(jù)CAD模型快速生產(chǎn)樣件或零件的成組技術(shù)的總稱，是技術(shù)綜合的結(jié)果。 (2)快速完成，零件制造全過程的快速性，這是CAD直接驅(qū)動的直接結(jié)果:(3)復(fù)雜形狀的三維實體，RP可制造任意復(fù)雜程度的零件，不受零件幾何形狀的限制。 Manu facturing：RP）技術(shù)，突破了傳統(tǒng)的加工模式，是近20年制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。該工藝方法是由美國得克薩斯大學(xué)奧斯丁（Austin）。將所研究結(jié)果應(yīng)用于設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)中，提高成型機(jī)工作合理性。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。RP是機(jī)械工程、CAD、數(shù)控技術(shù)及材料科學(xué)等學(xué)科的集成，它能將已具電子模型的設(shè)計迅速、自動地物化為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型或零件。由于快速成型技術(shù)方法以及成型材料的迅猛發(fā)展，針對特定的零件如何選擇最適合的快速成型系統(tǒng)是近年來快速成型研究的一個重點方面，下面在橫向?qū)追N主要的RP技術(shù)進(jìn)行比較。對于建造大而平的水平面，SLA和SLS都易于產(chǎn)生翹曲變形，因此當(dāng)用這兩種工藝進(jìn)行加工時，必須采取措施以盡量減輕翹曲變形的產(chǎn)生。 制件的復(fù)雜程度SL A較高，F(xiàn)DM和SLS次之，LOM較低。成型件的表面粗糙度可達(dá)到25pm，進(jìn)行很好的拋光后，粗糙度最低可達(dá)12181。RP的第二類用途是制造用于RapidSteel快速成型材料，為一種在微顆粒外表面裹覆一層很薄聚脂包衣的鋼粉。例如Stratasys公司開發(fā)的Med Modelers系統(tǒng)，主要用于一些醫(yī)院和醫(yī)學(xué)單位。幾家美國公司正在推出能力較低但是價格低廉的RP系統(tǒng)，其目標(biāo)是開發(fā)象復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)一樣操作簡便、快捷、安全、無噪聲的快速成型系統(tǒng)。器件中的零件由不同材料組成，分層后的材料信息將在每個層面中體現(xiàn)出來。目前三維CAD軟件較多且功能強(qiáng)大，但是仍然存在局限性，除了價格太昂貴外，對于復(fù)雜的型體如變半徑倒角、倒角交接部分等的型體信息有時不能精確的加以描述，所以更高精度、更廉價CAD造型軟件的開發(fā)也是RP軟件系統(tǒng)研究的一個方向。例如，華中科技大學(xué)開發(fā)出的用于鑄造中沙型的HRPS1型成型機(jī)，用于高分子成型的HRPS3型成型機(jī)。SLS工作過程主要有兩個過程組成：——離散處理由計算機(jī)上建模的CAD三維立體造型零件，或者通過逆向工程得到三維實體圖形文件。一種是DTM為代表。激光束掃過之處粉末被燒結(jié)，固化為給定厚度的片層，未燒結(jié)的粉末被用來作為支撐。粉末的鋪撒是有一個槽型噴嘴實現(xiàn)的，其導(dǎo)向跟蹤板的輪廓被設(shè)計成當(dāng)噴頭從一邊偏向另一邊是保持噴力的方向始終垂直于工件表面。而后比較得出優(yōu)化方案。（圖5） 圖5 粉末原料的燒結(jié)激光選區(qū)燒結(jié)工藝的原料一般為粉末，可選用的粉末主要有金屬粉，陶瓷粉和塑料粉，分別制造出相應(yīng)的原型或零件。m 粉粒直徑小于1nm 超微粉末（納米粉末）100181。（7） 熱分解溫度：一般要求有較高分解溫度。根據(jù)上述調(diào)查研究，作者決定本設(shè)計方案使用的粉末材料為蠟粉。3） 蠟?zāi)?qiáng)度低，難以滿足具有精細(xì)，復(fù)雜結(jié)構(gòu)鑄件的要求。2） 成型性能優(yōu)良，成型件變形小。具體結(jié)構(gòu)如下圖。對于活塞，牽引力可由下式計算：Fm=KFx+f?(Fz+G)式中 Fx Fz重力 N K顛覆力矩影響的實驗系數(shù) f? 運(yùn)動件上摩檫系數(shù) G移動部件重量 N由于此設(shè)計采用的運(yùn)動件摩擦較小，所以f?=~，取f?=，（2）滾珠絲杠的剛度計算1 軸向總剛度設(shè)計采用一端固定支承（如圖10） 圖10Rs1 絲杠剛度（N/μm）d0 公稱直徑（mm）Ls1 軸承與螺母的距離（mm）Dw 滾珠直徑（mm）F fw—運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) 查表取 fw=（輕微沖擊） fH—硬度系數(shù) 查表取 fH= （滾道實際硬度HRC大于58） Q= =2420 N根據(jù)最大動負(fù)載的值，選取滾珠絲杠的公稱直徑d0=16mm, 選用的滾珠絲杠螺母副的型號為SFU16054型，其額定動載荷為3390N，符合設(shè)計要求。支撐端如下：（圖13，14）圖13 圖14a 圖14b圖14b的編號件如下：1—軸承座 2—軸承 3—C型扣環(huán)支撐座內(nèi)徑為12mm,。 （外形如圖15）： 圖15a 圖15b矩頻特性：電機(jī)相數(shù)4；；；電阻2?；；；長度33mm；寬度40mm；出軸長8mm；軸徑8mm。包括鋪粉滾筒及其驅(qū)動系統(tǒng)，其作用是把粉末材料均勻的鋪平在工作缸上。 振鏡式動態(tài)聚焦掃描系統(tǒng)振鏡式動態(tài)聚焦掃描系統(tǒng)由XY掃描頭和動態(tài)聚焦模塊組成。雙圓柱導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)特點：1）圓柱面既是導(dǎo)向面，又是支撐面，結(jié)構(gòu)簡單，便于采用淬火鋼，延長導(dǎo)軌壽命，減少磨擦力。技能是進(jìn)給系統(tǒng)在調(diào)整時實現(xiàn)快速運(yùn)動，又能保證有粗加工到精加工滿足較寬變化范圍的要求。其中上位主控機(jī)一般采用配置高，運(yùn)行速度快的微機(jī)，簡稱主機(jī)。溫度傳感器用來檢測工作腔和送料桶粉末的溫度，以便進(jìn)行實時控制。scanf (〃%f〃,amp。printf (〃輸入齒輪螺旋角：\n〃)。p=PI*m；printf (〃齒輪軸向齒距為：%f\n〃，p)。printf (〃齒輪齒頂高為：%f\n〃，hf1)。ha2=m*h。想想四年來的學(xué)習(xí)，今朝有所展示，心中既緊張又興奮。相信這位今后的設(shè)計工作大有裨益：既開闊了視野，又鍛煉了功夫。感謝各位評審專家對本論文進(jìn)行了審閱，并指正了論文中的錯誤和不足。在本次設(shè)計中，制圖工作作者全部運(yùn)用CAD制圖完成，而對于相關(guān)設(shè)計資料的查閱，作者也打破了以往只摳書本的習(xí)慣，使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，方便快捷的了解到了目前先進(jìn)的設(shè)計與加工技術(shù)。想想過去曾為枯燥的基礎(chǔ)知識而煩惱，今日終于學(xué)有所用，不覺倍感欣慰。da2=d2+2*ha2；printf (〃嚙合蝸輪齒根高為：%f\n〃，da2)。printf (〃齒輪齒高為：%f\n〃，h1)。df1=d12*(h*m+c*m)。γ)。printf (〃輸入齒輪齒數(shù)：\n〃)。 驅(qū)動單元主要控制各種電動機(jī)完成鋪粉滾筒的平移和自轉(zhuǎn)，工作剛的上下升降和振鏡式動態(tài)聚焦掃描系統(tǒng)XYZ軸的驅(qū)動。主機(jī)，子機(jī)一特定的通信協(xié)議進(jìn)行雙向通信，構(gòu)成并聯(lián)的雙層系統(tǒng)。在該控制系統(tǒng)中擬選用的是集成的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，它的內(nèi)部包括環(huán)行脈沖分配器，光電隔離保護(hù)電路和功率放大電路。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的選擇 步進(jìn)電機(jī)是一種用脈沖信號控制的電動機(jī)。動態(tài)聚焦模塊通過步進(jìn)電動機(jī)調(diào)節(jié)Z方向的焦距，使反射到X，Y任意坐標(biāo)點上的激光束始終聚焦在同一平面上。上部套在圓形導(dǎo)軌之上，由絲杠傳動，實現(xiàn)X方向的進(jìn)給運(yùn)動。故而原則上可選低傳動比的任意齒輪配合。所以 η==即滾珠絲杠副效率為96%。 機(jī)械高速運(yùn)轉(zhuǎn)升溫，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后使用； RaL=Fa/ δaLRaL支承軸承剛度 （N/μm）Fa 軸向負(fù)荷 （N）δaL 支承軸承彈性變形量（μm）3 螺母剛度 ：滾珠絲杠螺母副的優(yōu)點是摩擦系數(shù)小，傳動效率高，傳動誤差小，轉(zhuǎn)矩小，靈敏度高，精度保持性好。5 SLS的系統(tǒng)組成激光選區(qū)燒結(jié)快速成型系統(tǒng)一般由主機(jī)，控制系統(tǒng)和冷卻器三部分組成。鑒于此，我國對石蠟粉末材料的研究在不斷的開發(fā)研制中。一般來說，應(yīng)滿足以下三個要求：一． 燒結(jié)性能好，要具備良好的激光燒結(jié)成型性能。（9） 模量：模量高，不易變形。m 粉末材料性能對成型過程的影響（1） 吸收性：，要求材料在此波段有較強(qiáng)的吸收特性，才能使粉體在較高的掃描速度下熔化和（2） 熱傳導(dǎo)型：材料的導(dǎo)熱系數(shù)小，可以減小熱影響區(qū)，保證成型尺寸精度及分辨率，但成型效率低。值得一提的是，大部分金屬粉末在應(yīng)用時需要提供粘結(jié)劑，其目的是為了增強(qiáng)粉末的粘結(jié)性，從而提高成型件的剛度和強(qiáng)度；3） 陶瓷粉末材料：。而國外大部分公司相反，將鋪粉裝置簡化設(shè)計成缸體結(jié)構(gòu)。如圖2。而后，供料缸，成型缸分別重復(fù)上述動作。 DTM——分缸鋪粉成型系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)地在一個封閉的成型室中安裝兩個剛體活塞結(jié)構(gòu)。再用一離散（切片）軟件從STL文件離散出一系列給定厚度的有序片層(或者直接從CAD文件直接進(jìn)行切片)。 本課題設(shè)計的目的和主要內(nèi)容從上面關(guān)于RP技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀特別是SLS成型技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)今SLS技術(shù)己經(jīng)能達(dá)到很不錯的強(qiáng)度和精度。將反求工程與快速成型相結(jié)合實現(xiàn)快速零件/模具的制造是集成快速成型制造的一個重要應(yīng)用。這種技術(shù)可在一些小型復(fù)雜結(jié)構(gòu)器件的一次整體制造中使用，而無需分件加工和裝配，是一個材料與結(jié)構(gòu)一體化的方法，是發(fā)展微機(jī)械制造的一條有效途徑。而BMP技術(shù)公司的個人制模機(jī)采用5個噴嘴。例如3D Systems公司推出的SLA7000，其制作速度比SLA5000快8倍， mm，比SLA5000小一半，所以能達(dá)到更高的成型精度。在1120℃時使熔化的銅在氫氣氣氛中滲入銅顆粒之中，以此工序來制作注塑模。制成的模具可廣泛用于PE, PP, PS, ABS, PC/ABS、玻璃增強(qiáng)的Polypropylene和其它的常用塑料的注塑成型，但是模具的壽命只有100~400件/副，EOS公司開發(fā)的PA320OGF尼龍粉末材料可以獲得高精度和很好的表面光潔度。 基于SLS成型技術(shù)的材料SLS材料的來源比較廣泛，:塑料粉(如聚碳酸酷、尼龍等)、蠟粉、金屬粉、表面涂有粘結(jié)劑的陶瓷粉、覆膜砂等，它們被加熱到熔點后能熔合，冷卻后迅速固化. SLS材料要有良好的熱固性、一定的導(dǎo)熱性，粉末經(jīng)激光束燒結(jié)后要有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，粉末的直徑不宜過大，否則會降低原型的精度。但同時由于造型機(jī)理的原因，F(xiàn)DM支撐材料的選擇更廣泛一些，所以可以選擇更脆且更易移除的材料制造支撐，所以其所獲得的精度有時可能會更高些。對于中等實體尺寸，SLA的精度最高，LOM次之，而FDM和SLS較差。由于無需針對特定零件制定工藝操作規(guī)程，也無需準(zhǔn)備專用夾具和工具，RP技術(shù)制造一個零件的全過程遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于傳統(tǒng)工藝相應(yīng)過程，使得RP技術(shù)尤其適合于新產(chǎn)品的開發(fā)，顯示了其適合現(xiàn)代科技和社會發(fā)展的快速反應(yīng)的特征和時代要求。RP由于采用了離散堆積的加工工藝，CAD和CAM能夠很順利地結(jié)合在一起，而RP的工藝規(guī)劃主要作用是對成型過程進(jìn)行優(yōu)化以提高造型精度、速度和質(zhì)量，所以RP可容易地實現(xiàn)設(shè)計制造一體化。 對快速成型技術(shù)的全面理解RP 的總體目標(biāo)是在CAD的直接驅(qū)動下，快速完成具