第二章快速成型制造工藝--i-wenkub.com
2025-01-04 13:42 本頁面
【正文】 目前提出并實(shí)現(xiàn)的 μSL 技術(shù)主要包括基于單光子吸收效應(yīng)的 μSL 技術(shù)和基于雙光子吸收效應(yīng)的 μSL 技術(shù)，可將傳統(tǒng)的 SLA技術(shù)成型精度提高到亞微米級(jí)，開拓了快速原型技術(shù)在微機(jī)械制造方面的應(yīng)用。 ，能夠較好地滿足一般的工程需求。同時(shí)隨著夾角變小，文字側(cè)表面的臺(tái)階紋現(xiàn)象也隨之減小，進(jìn)而也提高了文字表面的質(zhì)量。表面上的凹形文字一般不用額外施加支撐，凹形文字的成型效果好于凸形文字。 影響微細(xì)結(jié)構(gòu)表面質(zhì)量的主要因素是臺(tái)階紋。為避免 Z軸補(bǔ)償數(shù)據(jù)處理引起的微細(xì)結(jié)構(gòu)的畸變，采用 STL文件數(shù)據(jù)模型 “ 分割 —Z 軸補(bǔ)償 — 縫合 ”的方法可有效降低 Z軸補(bǔ)償對(duì)微細(xì)結(jié)構(gòu)的影響。 （ 1）影響制作時(shí)間的因素（ 2）減少制作時(shí)間的方法 針對(duì)成形零件的時(shí)間構(gòu)成，在成形過程中，可以通過改進(jìn)加工工藝、優(yōu)化掃描參數(shù)等方法，減少零件成形時(shí)間，提高加工效率，實(shí)際使用中通常采用以下幾種措施。聚焦到液面的光斑直徑大小以及光斑形狀會(huì)直接影響加工分辨率和成型精度。在掃描面積相等的條件下，固化層越厚，則固化的體積越大，層間產(chǎn)生的應(yīng)力就越大，故而為了減小層間應(yīng)力，就應(yīng)該盡可能地減小單層固化深度，以減小固化體積。因此，必須仔細(xì)選擇切層厚度，有關(guān)學(xué)者采用不同算法進(jìn)行了自適應(yīng)分層方法的研究，即在分層方向上，根據(jù)零件輪廓的表面形狀，自動(dòng)地改變分層厚度，以滿足零件表面精度的要求，當(dāng)零件表面傾斜度較大時(shí)選取較小的分層厚度，以提高原型的成形精度；反之則選取較大的分層厚度，以提高加工效率，如圖 215所示。按照成型機(jī)的成型工藝過程，可以將產(chǎn)生成型誤差的因素按下圖所示分類?？刂圃偷穆N曲變形和提高原型的尺寸精度及表面精度一直是研究領(lǐng)域的核心問題之一。常用樹脂的熱膨脹系數(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)。 ?腹板 ?十字壁板 主要用于孤立結(jié)構(gòu)部分的支撐。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。 適用于聚合時(shí)收縮率較高的丙烯酸樹脂，也適用于環(huán)氧樹脂材料。 特點(diǎn)： ACESTM方法是低變形樹脂材料固化成型中精度最高的。 再次清洗后置于紫外烘箱中進(jìn)行整體后固化。 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，以晾干多余的樹脂。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。一般來說，疊層制作控制軟件對(duì)成型工藝參數(shù)都有缺省的設(shè)置，不需要每次在原型制作時(shí)都進(jìn)行調(diào)整，只是在固化特殊的結(jié)構(gòu)以及激光能量有較大變化時(shí)需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。圖 23給出的是該扳手的光固化原型。支撐施加可以手工進(jìn)行，也可以軟件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。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 ?施加支撐 擺放方位確定后，便可以進(jìn)行支撐的施加了。有時(shí)為了減少支撐量，以節(jié)省材料及方便后處理，也經(jīng)常采用傾斜擺放。目前，通用的 CAD三維設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)都有 STL數(shù)據(jù)的輸出。 CAD模型的三維造型可以在 UG、 Pro/E、 Catie等大型 CAD軟件以及許多小型的 CAD軟件上實(shí)現(xiàn)，圖 22a給出的是小扳手在 UG 。（一） 前處理 前處理階段主要是對(duì)原型的 CAD模型進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、擺放方位確定、施加支撐和切片分層，實(shí)際上就是為原型的制作準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。 ? 優(yōu)良的表面質(zhì)量 雖然在每層固化時(shí)側(cè)面及曲面可能出現(xiàn)臺(tái)階，但上表面仍可得到玻璃狀的效果。采用刮板刮切后，所需數(shù)量的樹脂便會(huì)被十分均勻地凃敷在上一疊層上，這樣經(jīng)過激光固化后可以得到較好的精度，使產(chǎn)品表面更加光滑和平整。ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC一、 光固化成型的基本原理和特點(diǎn) 光固化成型工藝的成型過程如圖 22示。 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC第二節(jié) 光固化成型工藝 光固化成型工藝，也常被稱為立體光刻成型，英文的名稱為 StereoLithography，簡稱 SL，也有時(shí)被簡稱為 SLA（StereoLithography Apparatus），該工藝是由 Charles Hull于1984年獲得美國專利，是最早發(fā)展起來的快速成型技術(shù)。 第一節(jié) 快速成型工藝過程及分類模具工程技術(shù)研究中心 METRC構(gòu)造三維模型模型近似處理成型方向選擇切片處理前處理 分層疊加成型 后處理光固化快速成型－ SLA疊層實(shí)體制造－ LOM選擇性激光燒結(jié)－ SLS熔融沉積
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