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第二章快速成型制造工藝--i(參考版)

2025-01-08 13:42本頁面
  

【正文】 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC基于動態(tài)遮光板方式的 μSL技術(shù)做作的三維微結(jié)構(gòu) ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC采用微點掃描法制作的微型柱結(jié)構(gòu)的 SEM圖像ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC十、 光固化成型的應用 自從 1988年美國 3D Systems 公司推出第一臺商品化設備SLA250以來,光固化快速成型技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了迅速而廣泛的應用,在概念設計的交流、單件小批量精密鑄造、產(chǎn)品模型、快速工模具及直接面向產(chǎn)品的模具等諸多方面廣泛應用于汽車、航空、電子、消費品、娛樂以及醫(yī)療等行業(yè)。微光固化快速成型 μSL ( Micro Stereolithography)便是在傳統(tǒng)的 SLA技術(shù)方法基礎上,面向微機械結(jié)構(gòu)制造需求而提出的一種新型的快速成型技術(shù)。但是在微電子和生物工程等領域,制件一般要求具有微米級或亞微米級的細微結(jié)構(gòu),而傳統(tǒng)的 SLA工藝技術(shù)已無法滿足這一領域的需求。目前,傳統(tǒng)的 SLA設備成型精度為 177。 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC九、 微光固化快速原型制造技術(shù) 光固化快速原型制造技術(shù)自問世以來在快速制造領域發(fā)揮了巨大作用,已成為工程界關注的焦點。 ,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。所以建議在不影響使用效果的前提下,應盡可能將模型表面的文字設計成內(nèi)凹。( 1)文字凹陷于零件表面和外凸于零件表面。為了降低臺階紋的影響,必須調(diào)整微細結(jié)構(gòu)的加工方位,使微細結(jié)構(gòu)所處表面的法線方向與加工方向的夾角盡量減小。微細結(jié)構(gòu)一般附著在制件的表面上,模型不同制作方位對微細結(jié)構(gòu)的成型及其精度產(chǎn)生重要影響。其思路是把微細結(jié)構(gòu)分割出去,對剩余部分進行補償算法,然后再縫合為一體。對此必須采取有效的措施來降低 Z軸補償對微細結(jié)構(gòu)的影響。 ? 減少輔助成形時間 ?選擇層數(shù)較小的制作方向ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC八、 微細結(jié)構(gòu)光固化成型數(shù)據(jù)處理及成型工藝 光固化快速成型技術(shù)能夠成型結(jié)構(gòu)復雜的制件,但在實際加工中,如果數(shù)據(jù)處理不當及成型工藝參數(shù)選擇及匹配不適當,便會導致一些微細結(jié)構(gòu)的丟失。輔助時間主要包括工作臺的運動時間、每層零件的涂覆時間和層間等待時間。 ( 5)激光掃描方式對成型精度的影響 ξ2 快速成型制造工藝( 6)光斑直徑大小對成型尺寸的影響 ( 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,成形所需要的總時間由 掃描固化時間 及 輔助時間 組成。如果光斑直徑過大,有時會丟失較小尺寸的零件細微特征,如在進行輪廓拐角掃描時,拐角特征很難成型出來。 多次反復曝光后的固化深度與以多次曝光量之和進行一次曝光的固化深度是等效的。 臺階效應 ? 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 ? 后固化時收縮產(chǎn)生的變形 ? 成型工藝的改進 ? 樹脂配方的改進 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,當聚合深度小于層厚時,層與層之間將粘合不好,甚至會發(fā)生分層;如果聚合深度大于層厚時,將引起過固化,而產(chǎn)生較大的殘余應力,引起翹曲變形,影響成型精度。 在進行切片處理時,因為切片厚度不可能太小,因而在成型工件表面會形成 “臺階效應 ”,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。 ? 措施 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC 切層的厚度直接影響成型件的表面光潔度。ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRCξ2 快速成型制造工藝光固化成型誤差因素分類模具工程技術(shù)研究中心 METRC 為減小幾何數(shù)據(jù)處理造成的誤差,較好的辦法是開發(fā)對 CAD實體模型進行直接分層的方法,在商用軟件中, Pro/Engineer具有直接分層的功能,如圖 213所示。 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、光學系統(tǒng)及激光掃描方式等。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方面與設計要求的符合程度。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。 ξ2 快速成型制造工藝模具工程技術(shù)研究中心 METRC? 樹脂收縮產(chǎn)生的變形 SLA原型的變形
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