第二章快速成型制造工藝--i(編輯修改稿)
2025-01-24 13:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要注意調(diào)整工作臺(tái)網(wǎng)板的零位與樹(shù)脂液面的位置關(guān)系，以確保支撐與工作臺(tái)網(wǎng)板的穩(wěn)固連接。當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒后，就可以啟動(dòng)疊層制作了。整個(gè)疊層的光固化過(guò)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。下圖給出的是SPS600光固化成型設(shè)備在進(jìn)行光固化疊層制作時(shí)的界面。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。 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 METRC（三） 光固化成型的后處理 在快速成型系統(tǒng)中原型疊層制作完畢后，需要進(jìn)行剝離等后續(xù)處理工作，以便去除廢料和支撐結(jié)構(gòu)等。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(guò)程。 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC 原型疊層制作結(jié)束后，工作臺(tái)升出液面，停留 5~10min，以晾干多余的樹(shù)脂。 將原型和工作臺(tái)一起斜放晾干后浸入丙酮、酒精等清洗液體中，攪動(dòng)并刷掉殘留的氣泡。持續(xù) 45min左右后放入水池中清洗工作臺(tái)約 5min。 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)。 再次清洗后置于紫外烘箱中進(jìn)行整體后固化。 34ξ2 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(shù)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(lái)表示。目前，激光束固化光敏樹(shù)脂 常用的三種方法是 ACESTM， STARWEAVETM和 QuickCastTM。 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。 特點(diǎn)： ACESTM方法是低變形樹(shù)脂材料固化成型中精度最高的。盡管其掃描時(shí)間是三種方法中最長(zhǎng)的，但該方法廣泛應(yīng)用于高精度原型的制作。 圖 23 ACESTM光固化方式 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC圖 24 STARWEAVETM光固化方式（二） STARWEAVE TM方法 建造方式： 柵格是在每隔一層成型時(shí)在每半個(gè)間距中產(chǎn)生的，如圖 24所示。 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。 適用于聚合時(shí)收縮率較高的丙烯酸樹(shù)脂，也適用于環(huán)氧樹(shù)脂材料。 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。 特點(diǎn)： 便于排出多余的樹(shù)脂，主要用于中空的鑄件模型制造 。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(guò)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。因此必須設(shè)計(jì)一些細(xì)柱狀或肋狀支撐結(jié)構(gòu) (如圖所示 )，并在成型過(guò)程中制作這些支撐結(jié)構(gòu)，以便確保制件的每一結(jié)構(gòu)部分能可靠固定，同時(shí)也有助于減少制件的翹曲變形。 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC支撐結(jié)構(gòu)的作用和類(lèi)型：主要用于支撐懸臂結(jié)構(gòu)部分，在成型過(guò)程中為懸臂提供支承，同時(shí)也約束懸臂的翹曲變形。 作用： 支撐作用和減少翹曲變形。類(lèi)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 。 ?腹板 ?十字壁板 主要用于孤立結(jié)構(gòu)部分的支撐。 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(shù)脂在固化過(guò)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%。 從分子學(xué)角度講，光敏樹(shù)脂的固化過(guò)程是從短的小分子體向長(zhǎng)鏈大分子聚合體轉(zhuǎn)變的過(guò)程，其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化，因此，固化過(guò)程中的收縮是必然的。 樹(shù)脂收縮及其原因 樹(shù)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(shù)脂表面時(shí)由于溫度變化引起的熱脹冷縮。常用樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)為 104左右，同時(shí)，溫度升高的區(qū)域面積很小，因此溫度變化引起的收縮量極小，可以忽略不計(jì)。 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 M
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