面向效率的光固化快速成型技术研究

发布时间：2021-12-18 07:26

　　近年来,快速成型技术的出现推动了传统制造行业的变革,已成为国内外众多高校和企业的研究热点。光固化快速成型技术作为出现最早、技术最成熟、应用最广的快速成型技术,人们对其工艺、材料和应用方面已进行了相对充分的研究。相比而言其效率的研究还较为薄弱,因此,本文针对光固化快速成型效率问题进行了相关研究。首先,本文根据光固化快速成型的工艺过程,从前期数据预处理开始直至零件制作后期处理过程,分析了光固化快速成型一个制作周期内生产加工过程效率的影响因素。其中,通过数学建模详细分析了激光器的功率和激光器的扫描速度对光敏树脂固化效率的影响,得到了针对光敏树脂理论固化效率最高的激光器功速匹配公式。其次,本文对光固化快速成型中的成型方向影响因素进行数学建模,建立了成型方向的三个优化目标。其中,采用成型方向上的分层数目代替成型方向上的零件高度表示成型时间目标,更为贴近真实情况。利用NSGA-Ⅱ遗传算法对该多目标问题进行了优化,得到了较为满意的成型方向以及与该方向匹配的最大分层厚度,从而提高了成型效率。然后,本文针对自适应分层算法进行了研究。在分层算法方面,以层间局部拓扑信息代替整体拓扑信息,减少了内存消耗,提高... 

【文章来源】：西南石油大学四川省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１快速成型离散叠加过程??Ｆｉｇ．?１－１?Ｄｉｓｃｒｅｔｉｚａｔｉｏｎ?ａｎｄ?ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ?ｉｎ?ｒａｐｉｄ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ??１??

用２００？４００摄氏度的温度在喷嘴中熔化成液态。再把这些液态的塑料材料一滴滴从喷头??挤出，这些液态塑料从喷头中被挤出后，会迅速固化，通过这些微小的塑料颗粒在空间??中的立体排布形成如三维模型所示的实物，图１－２为ＦＤＭ技术原理图。此种技术的成??型件精度较高，同时也具备一定的强度，并且可以彩色打印。??丝机构??抑?喷嘴霞加热喷头??翅＼?零件ｉ??ＩＳ?，口???Ｉ??图１－２?ＦＤＭ工艺原理??Ｆｉｇ．?１?－２?Ｔｈｅ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ＦＤＭ??熔融沉积成型的一个优点体现在材料价格的优势上，该种工艺的成型材料主要为塑??料丝材，因此运营成本较低。另外，由于塑料种类繁多，因此可利用材料种类较多，而??且该技术工艺简单易行，适合在办公场合应用。不过熔融沉积成型相对于光固化快速成??型精度要低，并且由于喷头体积较大，因而精确的机械移动相对更难保证，对于复杂的??物体来说不易制造。因此，该技术适合产品概念原型的制作以及形状或功能的测试，或??中小型并且复杂程度亦呈中等的原型件制作

高能激光击中的金属粉末便会被烧结在一起，形成截面图形。当一层加工完毕后，成型??缸下降一个层厚，送粉辊从盛粉缸中将金属粉末推送到成型缸并铺平，并按照上述步骤??进行层片的加工，直至整个物体顺利成型，图１－３为ＳＬＳ工艺原理示意图。??台?■?．．．?■．．圓１１?！：：＇??ｎ??图１－３?ＳＬＳ工艺原理??Ｆｉｇ．?１?－３?Ｔｈｅ?ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ＳＬＳ??可想而知，由于选择性激光烧结技术所利用的原材料原因，此种技术所生产的零件??强度要较之ＳＬＡ或者ＦＤＭ所生产的零件强度要高得多。因而，选择性激光烧结技术所??生产的零件通常可以用来当作结构功能件。并且由于金属材料种类众多，所以此种技术??可利用的材料范围广，而且还可按不同比例合成新材料。不过，由于是对金属粉末的烧??结，因此激光头能耗很高，设备需时常维修、更换，运行费用昂贵，所以生产成本有点??难以接受。??１．２光固化快速成型国内外研究现状??１．２．１国内研究现状??国内对光固化快速成型的研宄主要集中在以下几个方面：??（１）成型设备??成型设备方面的研宄主要还是光固化快速成型的做功设备，即激光器。对于光固化??快速成型来说，激光器的重要性不言而喻。从光固化快速成型工艺的成型原理来看，它??把特定波长的光源照射到树脂表面


本文编号：3541912