立體光固化成型件的性能

了解立體光固化制件進(jìn)行質(zhì)量性能檢測的主要內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)

光固化成型具有成型過程自動化程度高、制作原型表面質(zhì)量好、尺寸精度高以及能夠?qū)崿F(xiàn)比較精細(xì)的尺寸成型等特點，但是由于其設(shè)備造價高昂,使用和維護(hù)成本過高等局限，目前主要應(yīng)用在概念設(shè)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)品的模具等方面。目前，評價其成型件的質(zhì)量性能的指標(biāo)主要是成型精度。立體光固化制件的性能成型精度是指成型工件的精度,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、尺寸和表面質(zhì)量3個方面與設(shè)計要求的符合程度。SLA制件的成型精度主要性能指標(biāo)：形狀誤差、尺寸誤差、表面精度。SLA制件的形狀精度形狀誤差主要包括:翹曲、扭曲變形、橢圓度誤差及局部缺陷等光固化成型過程中由于樹脂從液態(tài)到固態(tài)的聚合反應(yīng)過程中產(chǎn)生線性收縮和體積收縮,而線性收縮將導(dǎo)致在層堆積時產(chǎn)生層間應(yīng)力,這種層間應(yīng)力使工件變形,導(dǎo)致制件精度喪失,產(chǎn)生形狀誤差。并且這種變形的機(jī)理極復(fù)雜,收縮的大小不僅與材料本身的特性有關(guān),并且與激光強度和分布及掃描參數(shù)(如掃描速度、掃描方式、掃描間距)有關(guān)。SLA制件的尺寸精度光固化成型件尺寸精度主要體現(xiàn)在XY平面內(nèi)制件的尺寸精度和加工(高度)方向上的尺寸精度。由于光固化快速成型的光斑半徑補償法使得XY平面內(nèi)制件測得尺寸和設(shè)計值之間的誤差較小,在實際加工過程中已經(jīng)通過測量證實了這一點。而高度方向上測得尺寸和設(shè)計值之間的誤差較大,因此尺寸精度的控制主要考慮高度方向上的尺寸精度控制,而高度方向上尺寸誤差主要是由固化深度造成的。SLA制件的尺寸精度影響光固化成型件高度方向尺寸精度的因素是固化深度。一層樹脂固化后總有一定的厚度,即固化深度,若不加以補償,會引起較大的Z向誤差,如圖所示,制件的第一加工層和第m層的分層數(shù)據(jù)恰好包含數(shù)據(jù)模型的一個下表面,若事先沒有補償,則成型后的下表面產(chǎn)生一個固化深度的Z向誤差。圖固化深度對制件的影響SLA制件的表面精度SLA制件的表面精度通常用表面粗糙度表示。光固化成型件的上表面為平面時,由于其法線方向與加工方向一致,上表面成型精度最高,表面粗糙度最低,可以達(dá)到鏡面的效果;光固化成型件的下表面由于與支撐結(jié)構(gòu)接觸,表面成型精度低且表面粗糙度高。主要性能指標(biāo)形狀精度尺寸精度表面精度

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