快速成型模具設(shè)計(jì).doc

快速成形技術(shù)課程論文名 稱 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 評(píng)語(yǔ)及成績(jī) 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 年 月 日一、快速成型的前處理速成型的前處理快主要包括CAD三維模型的構(gòu)建，CAD三維模型的STL格式化以及三維模型的切片處理等幾個(gè)方面。三維模型構(gòu)造由于快速成型機(jī)只能接受計(jì)算機(jī)構(gòu)造的工件三維模型（即立體圖），然后才能進(jìn)行分成切片處理，因此，首先必須建立三維模型，目前構(gòu)造三維模型的方法如下產(chǎn)品的要求 產(chǎn)品的二維三視圖 反求工程 interner網(wǎng)絡(luò)三維CAD軟件 三維CAD模型二、三維模型的STL格式化由于產(chǎn)品上往往有一些不規(guī)則的自由曲面，為方便地獲得曲面每部分的坐標(biāo)信息，加工作前必需進(jìn)行近似處理。在目前的快速成型機(jī)上，最常見(jiàn)的近似處理方法是，用一系列的小三角平面來(lái)逼近自由曲面。其中，每一個(gè)三角形用三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)（x,y,z）和1個(gè)法向量N)來(lái)描述。三角形的大小是可以選擇的，從而能得到不同的曲面近似精度。經(jīng)過(guò)上述近似處理的三維模型文件稱為STL格式文件，它有一系列相連的空間三角形組成。三維模型的切片處理1、成形方向 將工件的三維STL格式文件輸入快速成型機(jī)后，可以用快速成型機(jī)中的STL格式文件顯示軟件，使用模型旋轉(zhuǎn)，從而選擇不同的成型方向。不同的成型方向會(huì)對(duì)工件品質(zhì)（尺寸精度，表面粗糙度，強(qiáng)度等）、材料成本和制作時(shí)間產(chǎn)生很大影響。即對(duì)工件品質(zhì)、對(duì)材料成本、對(duì)制作時(shí)間等。2、切片切片是幾何體與一系列平行平面求交的過(guò)程，切片的結(jié)果將產(chǎn)生一系列實(shí)體截面輪廓。切片算法取決于輸入幾何體的表示格式。STL格式采用小三角形平面近似實(shí)體表面，這種表示法最大的優(yōu)點(diǎn)就是切片算法簡(jiǎn)單易行，只需要依次與每個(gè)三角形求交點(diǎn)即可。適應(yīng)性切片適應(yīng)性切片根據(jù)零件的幾何特征來(lái)決定切片的厚度，在輪廓變化頻繁的地方采用小厚度切片，在輪廓變化平緩的地方采用大厚度切片，與同一厚度切片方法比較，可以減少z軸誤差、階梯效應(yīng)與數(shù)據(jù)文件的長(zhǎng)度。三、SLA快速成型的原理SLA成型系統(tǒng)由液槽、可升降工作臺(tái)、激光器、掃描系統(tǒng)和計(jì)算器控制系統(tǒng)等組成。其中，液槽中充滿液態(tài)光固化聚合物。太有許多小孔洞的可升降工作臺(tái)在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下能沿高速z方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。激光器為紫外激光器。掃描系統(tǒng)為一組定位鏡，它能根據(jù)控制系統(tǒng)的指令，按照每一截面輪廓的要求作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使激光器發(fā)生的激光束反射并聚焦于液槽中液態(tài)光固化聚合物的上表面，并沿此面作x-y方向的掃描運(yùn)動(dòng)。在這一層受到紫外激光束照射的部位，液態(tài)光固化聚合物快速固化，形成相應(yīng)的一層固態(tài)輪廓。一層固化完畢后，工作臺(tái)下移一個(gè)工作距離，以使在原固化好的表面再敷上一層新的液態(tài)樹(shù)脂，然后刮刀將粘度較大的樹(shù)脂液面刮平，進(jìn)行下一層的掃描加工，同時(shí)新固化的一層牢固的粘結(jié)在前一層上，如此重復(fù)直至整個(gè)零件制造完畢，得到一個(gè)三維實(shí)體模型。激光固化的基本過(guò)程激光固化快速成形的過(guò)程可以分為下述四個(gè)階段制造數(shù)據(jù)獲取后處理CAD模型離散再涂層激光束掃描液面卸除支撐結(jié)構(gòu)、清洗零件及其他層準(zhǔn)備1、制造數(shù)據(jù)的獲取由于光固化快速成形技術(shù)是基于堆積概念，所以，層層制造之前必須獲取每一層片的信息，將CAD模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成快速成形機(jī)系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)。2、層準(zhǔn)備層準(zhǔn)備過(guò)程是指在獲取了制造數(shù)據(jù)后，在進(jìn)行層層堆積成形時(shí)，掃描前每一層固化層液態(tài)樹(shù)脂的準(zhǔn)備。由于這種層堆積成形的工藝特點(diǎn)，必須保證每一薄層的精度，才能保證層層堆積后整個(gè)模型的精度。3、層固化層固化是指在層準(zhǔn)備好以后，用一定波長(zhǎng)的紫外激光按分層所獲得的層片信息，以一定的順序照射樹(shù)脂液面使其固化為一個(gè)薄層的過(guò)程。4、層層堆積層層堆積實(shí)際上是前兩步層準(zhǔn)備與固化的不斷重復(fù)。在單層掃描固化過(guò)程中，除了使本層樹(shù)脂固化外，還必須通過(guò)掃描參數(shù)及層厚的精確控制，使當(dāng)前層與已固化的前一層牢固的粘結(jié)到一起。5、后處理 后處理是指整個(gè)零件成形后完成對(duì)零件進(jìn)行的輔助處理工藝。另外在SLA成形過(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獨(dú)立輪廓和輪廓定位，零件的地面以及一定角度下的傾斜面在制作過(guò)程中均會(huì)發(fā)生較大變形。為了確保制件的每一部分可靠固定，同時(shí)減少制件的翹曲變形，僅靠調(diào)整制作參數(shù)是遠(yuǎn)不能達(dá)到目的的，必須設(shè)計(jì)并在加工中制作一些