快速成型加工方法的研究
发布时间：2020-10-24 20:27
以累加思想实现零件制作的快速成型技术(RP),是制造技术领域的一项重大突破,它可以自动、直接、快速、精确地将设计思想从CAD模型物化为具有一定功能的原型或零件,进而实现对产品设计进行快速评价、修改及功能试验。因此,此项技术能有效地缩短产品的研发周期。但是目前快速成型制件的加工精度普遍较低,而且由于设备体积的限制,很多零件无法直接加工。本文在综合分析影响加工精度的各个因数的前提下,以降低快速成型设备的原理性误差——台阶效应为目的,开发了零件分解系统,从而提高了关键表面的精度和加工效率。 本文首先研究了国内外快速成型技术的现状和发展趋势,然后采用理论分析和试验的方法,研究激光烧结参数对加工精度的影响,通过对试验数据的分析研究,探讨了烧结制件中出现的几种缺陷的形成原因,得出了一些影响烧结制件精度的规律,并提出了减少烧结缺陷的措施和方法,这对激光烧结成型工艺的应用有一定的指导意义。 快速成型技术中的分层厚度和零件坐标对原型的制作精度、制作时间、制作成本有着重要影响,在对其进行研究后,通过实验分别建立了以制作时间和表面粗糙度为目标的分层厚度、零件坐标系的关系,为零件坐标和层厚的选取提供了理论基础和实验依据。 最后分析了目前快速原型系统的不足,提出了将尺寸较大或复杂的零件分解成小而简单的零部件的算法,这些零部件可以在一次加工中完成。由于在分解时考虑了关键表面精度,所以在加工时间、支撑体积和表面精度等方面都有很大的优化。在UG环境下通过GRIP语言进行编程,开发了零件分解系统,该程序采用简单的人机交互方式,实验证明该方法能显著提高零件的加工效率和关键表面的精度。
【学位单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH16
【部分图文】：
型技术概述物质文明和科学技术的迅速发展，人民生活水平不断提高，业产品不断地提出更新的要求，产品竞争也愈来愈激烈，从且日趋全球化。在工业中，特别是汽车零部件产品向多品种方向发展的同时，激烈竞争的市场迫使制造企业必须以更快格比高而且能满足人们需求的产品。为了保持和加强产品在的开发周期、生产周期、更新换代周期越来越短，设计者不设计出新产品，而且能在短时间内制造出产品或样品。在这造方法，需要多种机械加工机床、工具、模具，还要高水平且周期长，根本不能适应迅速发展的时代要求。因此，研究技术是解决这个问题的关键[1-4]。(Rapid Prototyping 简称 RP)技术是 20 世纪 80 年代后期发它不仅在制造原理上与传统方法全然不同，更重要的是在度为第一的方针状况下，可以缩短市场开发周期，降低开发其基本过程如图 1.1 所示。
依据零件的三维 CAD 模型，经过格式层截面的二维轮廓形状。按照这些轮廓形状，用激树脂，或切割一层层的纸或金属薄片，或烧结一层地喷射一层层的粘结剂或热熔性材料，形成各截面立体零件。法的原理是先将CAD模型水平地切成许多薄层,然后层成形,并将各层粘合在一起,从而得到零件的原型选择性激光选区烧结的工艺原理[7-8]，成型系统的主个活塞筒，一个用于供粉，另一个用于成型。成型粉辊将粉末均匀地铺在加工平面上。激光束在计算度和能量密度扫描。激光束扫过之处，粉末烧结成松散的粉末，这样零件的第一层就制造出来了。这离与设计零件的切片厚度一致，而供粉活塞上移一激光束开始依照设计零件第二层的信息加工。激光也烧结在第一层上。如此往复，一个三维实体就制
因为只有在这个基础上我们才能评价、预测和控制零件的最终精度，才能有针对性地对产生误差的各个环节予以研究，进而采取有效措施以切实提高快速成型制造的精度。快速成型制造的误差可以分为数据处理过程中产生的误差、成型加工过程中产生的误差和后处理产生的误差，分别称之为前处理误差、成型加工误差和后处理误差本章将对快速成型制造产生误差的各环节进行分析，并研究各种误差的相互作用和传递。2.1 快速原型产生误差及分类快速成型技术的基本原理是将任意复杂的三维型体转化为一系列简单的二维层片，逐一加工并叠加这些层片，从而获得三维模型。从其工艺过程来看，主要包括以下三个部分:其一是CAD模型的前处理，即首先建立三维CAD模型，然后对其进行STL格式化(网格化)处理，形成STL文件，在此基础上进行分层切片处理，获得每个二维层片信息，亦即CAD模型的数据处理。其二是成型加工，根据切片处理得到的二维层片信息，控制成型机逐层加工并叠加这些层片，最后获得三维实体原型。其三为原型的后处理，包括剥离支撑和废料、打磨、抛光，表面涂覆等。RP原型产生误差的主要原因可按图2.1所示分类[21-25].
【引证文献】
本文编号：2854942
【学位单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH16
【部分图文】：
型技术概述物质文明和科学技术的迅速发展，人民生活水平不断提高，业产品不断地提出更新的要求，产品竞争也愈来愈激烈，从且日趋全球化。在工业中，特别是汽车零部件产品向多品种方向发展的同时，激烈竞争的市场迫使制造企业必须以更快格比高而且能满足人们需求的产品。为了保持和加强产品在的开发周期、生产周期、更新换代周期越来越短，设计者不设计出新产品，而且能在短时间内制造出产品或样品。在这造方法，需要多种机械加工机床、工具、模具，还要高水平且周期长，根本不能适应迅速发展的时代要求。因此，研究技术是解决这个问题的关键[1-4]。(Rapid Prototyping 简称 RP)技术是 20 世纪 80 年代后期发它不仅在制造原理上与传统方法全然不同，更重要的是在度为第一的方针状况下，可以缩短市场开发周期，降低开发其基本过程如图 1.1 所示。
依据零件的三维 CAD 模型，经过格式层截面的二维轮廓形状。按照这些轮廓形状，用激树脂，或切割一层层的纸或金属薄片，或烧结一层地喷射一层层的粘结剂或热熔性材料，形成各截面立体零件。法的原理是先将CAD模型水平地切成许多薄层,然后层成形,并将各层粘合在一起,从而得到零件的原型选择性激光选区烧结的工艺原理[7-8]，成型系统的主个活塞筒，一个用于供粉，另一个用于成型。成型粉辊将粉末均匀地铺在加工平面上。激光束在计算度和能量密度扫描。激光束扫过之处，粉末烧结成松散的粉末，这样零件的第一层就制造出来了。这离与设计零件的切片厚度一致，而供粉活塞上移一激光束开始依照设计零件第二层的信息加工。激光也烧结在第一层上。如此往复，一个三维实体就制
因为只有在这个基础上我们才能评价、预测和控制零件的最终精度，才能有针对性地对产生误差的各个环节予以研究，进而采取有效措施以切实提高快速成型制造的精度。快速成型制造的误差可以分为数据处理过程中产生的误差、成型加工过程中产生的误差和后处理产生的误差，分别称之为前处理误差、成型加工误差和后处理误差本章将对快速成型制造产生误差的各环节进行分析，并研究各种误差的相互作用和传递。2.1 快速原型产生误差及分类快速成型技术的基本原理是将任意复杂的三维型体转化为一系列简单的二维层片，逐一加工并叠加这些层片，从而获得三维模型。从其工艺过程来看，主要包括以下三个部分:其一是CAD模型的前处理，即首先建立三维CAD模型，然后对其进行STL格式化(网格化)处理，形成STL文件，在此基础上进行分层切片处理，获得每个二维层片信息，亦即CAD模型的数据处理。其二是成型加工，根据切片处理得到的二维层片信息，控制成型机逐层加工并叠加这些层片，最后获得三维实体原型。其三为原型的后处理，包括剥离支撑和废料、打磨、抛光，表面涂覆等。RP原型产生误差的主要原因可按图2.1所示分类[21-25].
【引证文献】
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1 高耸;添加剂及熔浸烧结对以铝为粘结剂的氧化铝SLS成型影响[D];郑州大学;2011年
2 腰山岭;基于CT图像及FDM成型技术的零件模型制作工艺研究[D];西南交通大学;2011年
3 王卫东;基于RE技术的塑料产品成型研究[D];电子科技大学;2011年
4 张寿鹏;面向快速成形的复杂零件三维扫描方法及实验研究[D];东北大学;2010年
本文编号：2854942
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