台式低成本快速成型系统工艺与控制软件的研究与开发

发布时间：2023-02-10 07:27

　　在光固化快速成型工艺中，当由切片软件对STL模型进行切片处理得到了层片截面轮廓后，为了形成加工控制数据，必须对截面轮廓进行诸如内外轮廓识别、工艺补偿、扫描及加工路径规划等一系列的工艺数据处理。本文在系统总结前人关于这方面研究成果的基础上，结合台式低成本普通紫外光固化快速成型工艺的一些特殊要求，对其中的一些算法进行了改进，详细讨论了分区扫描路径规划的规则和算法，并提出了轮廓平行扫描的基本实现方法，探讨了光敏树脂固化收缩的工艺补偿方法。 论文也对成型加工过程进行了较为细致的分析，并在此基础上，提出了成型过程控制、成型过程仿真及成型时间预测功能的设计原理和方法。 最终，开发出了实现以上功能的工艺处理和控制软件，并结合台式低成本快速成型系统，分阶段进行了大量的成型试验，成功制作出了多种具有不同结构特点的原型件，得到了大量的加工实验数据，论文也从成型时间和成型精度的角度对这些实验数据进行了分析和总结，确定了系统的成型能力和对成型工艺参数和加工参数的基本设定方法。实验结果表明该软件功能较完备、使用方便、运行稳定可靠。

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
1 概论
    1.1 快速成型技术
        1.1.1 快速成型技术原理
        1.1.2 快速成型技术的分类
        1.1.3 快速成型技术的应用
        1.1.4 快速成型技术发展概述
    1.2 台式低成本快速成型系统简介
        1.2.1 成型工艺原理
        1.2.2 系统组成
        1.2.3 工艺过程
    1.3 论文背景和主要工作
2 控制系统总体方案设计
    2.1 控制系统功能和设计目标
    2.2 控制系统的方案选择
        2.2.1 两种控制方案
        2.2.2 方案的综合选择
    2.3 控制系统硬件模块图
    2.4 控制系统软件总体设计
        2.4.1 设计原则
        2.4.2 控制软件的数据处理流程
        2.4.3 控制软件的功能模块
    2.5 小结
3 扫描工艺的预处理
    3.1 轮廓冗余点与歧点的处理
    3.2 轮廓的内外边界识别
        3.2.1 与截面轮廓有关的定义
        3.2.2 点与多边形的关系
        3.2.3 内外边界的识别算法
    3.3 工艺补偿
        3.3.1 工艺补偿的概念
        3.3.2 转接矢量
        3.3.3 工艺补偿的算法
    3.4 小结
4 扫描处理
    4.1 光固化快速成型工艺的扫描概述
        4.1.1 对扫描策略的总体要求
        4.1.2 扫描方式
    4.2 扫描段的生成
        4.2.1 基本的扫描处理思路
        4.2.2 层内扫描算法
    4.3 分区整合
        4.3.1 分区排序规则
        4.3.2 分区排序的算法
    4.4 扫描后处理
    4.5 扫描加工路径文件
    4.6 小结
5 控制数据的输出
    5.1 硬件控制模块
        5.1.1 硬件控制模块的功能
        5.1.2 硬件控制模块的结构
        5.1.3 步进电机的控制
        5.1.4 紫外光源的控制
    5.2 仿真与加工线程
        5.2.1 多线程技术概述
        5.2.2 仿真／加工线程的实现
        5.2.3 线程间通信与用户控制
    5.3 手动控制
    5.4 小结
6 控制系统的进一步完善
    6.1 光快门的启闭补偿与超前控制
        6.1.1 拉丝现象
        6.1.2 光快门的超前动作与滞后补偿
    6.2 成型时间的预估
    6.3 查询功能
    6.4 小结
7 成型试验与精度分析
    7.1 成型加工试验
        7.1.1 单件零件成型试验
        7.1.2 装配件成型试验
        7.1.3 多件一次成型试验
        7.1.4 成型试验总结
    7.2 成型精度与工艺改进
        7.2.1 成型精度
        7.2.2 成型误差的来源
        7.2.3 面型精度
    7.3 小结
8 结论
致谢
参考文献



本文编号：3739267