第四章快速原型制造

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先进制造技术知识点总结

概述第一章先进制造技术的特点：先进性、广泛性、实用性、集成性、系统性、动态性。

1、先进制造技术分为三个技术群：主体技术群、支撑技术群、制造技术环境。

2、主体技术：面向制造的设计技术群（1）产品、工艺设计、 3 （2）快速成形技术（3）并行工程制造工艺技术群：（1）材料生产工艺（2）加工工艺（3）连接与装配（4）测试和检测（5）环保技术（6）维修技术（7）其他支撑技术：（1）信息技术（2）标准和框架（3）机床和工具技术（4）传感器和控制技术4、先进制造技术研究的四大领域：（1）现代设计技术（2）先进制造工艺技术（3）制造自动化技术（4）系统管理技术4、美国的先进制造技术发展概况P10美国先进制造技术发展概况：美国政府在20 世纪90 年代初提出了一系列制造业的振兴计划，其中包括“先进制造技术计划”和“制造技术中心计划”。

先进制造技术计划美国的发展目标：1、为美国人创造更过高技术、高工资的就业机会，促进美国经济增长。

不断提高能源效益，减少污染，创造更加清洁的环境。

、2．3、使美国的私人制造业在世界市场上更具有竞争力，保持美国的竞争地位。

4、使教育系统对每位学生进行更有挑战性的教育。

5、鼓励科技界把确保国家安全以及提高全民生活质量作为核心目标三个重点领域的研究：1、成为下一代的“智能”制造系统2、为产品、工艺过程和整个企业的设计提供集成的工具3、基础设施建设第二章柔性制造系统（FMS）技术1、柔性制造系统（FMS）的特点：（1）主要特点：柔性和自动化（2）设备利用率高，占地面积小（3）减少直接劳动工人数（4）产品质量高而稳定（5）减少在制品库存量（6）投资高、风险大，开发周期长，管理水平要求高2、FMS与传统的单一品种自动生产线（即刚性自动生产线，其物流设备和加工工艺是相对固定的，只能加工一个零件，或加工几个相互类似的零件）缺点：改变加工产品的品种，刚性自动线做较大改动，投资和时间方面耗资大，难以男足市场要求。

叠层实体快速原型制造工艺的基本原理

叠层实体快速原型制造工艺的基本原理一、引言叠层实体快速原型制造工艺是一种快速制造技术，它可以通过层层堆叠材料来构建三维实体模型。

该技术的优点是快速、灵活、经济，因此在工业设计、医疗器械、航空航天等领域得到了广泛应用。

本文将详细介绍叠层实体快速原型制造工艺的基本原理。

二、基本原理1. 快速成型技术概述快速成型技术（Rapid Prototyping，RP）是指利用计算机辅助设计（CAD）系统将设计模型转化为数字化的三维模型，并通过控制设备对材料进行逐层堆积或逐点加工的方式，直接制造出物理模型或零件的一种现代化制造技术。

2. 叠层实体快速原型制造工艺流程叠层实体快速原型制造工艺流程包括：CAD建模、STL文件生成、切片处理、机器参数设置和加工过程控制等步骤。

3. STL文件生成STL（STereoLithography）文件是一种三角面片格式文件，它描述了一个三维对象表面的几何形状。

在CAD软件中，用户可以将设计模型导出为STL格式文件。

4. 切片处理切片处理是将STL文件分割成多层二维图形的过程，每一层都代表着三维模型的一个截面。

切片厚度的大小决定了最终模型的精度和表面光滑度。

5. 机器参数设置机器参数设置包括材料选择、加工速度、温度控制等参数设置。

不同材料需要不同的加工参数，这些参数会影响到最终模型的质量和性能。

6. 加工过程控制加工过程控制是指通过计算机程序对设备进行控制，使其按照预定路径进行加工。

该过程需要保证设备在加工过程中稳定运行，并及时检测和纠正可能存在的误差。

7. 层层堆积原理叠层实体快速原型制造工艺通过将材料逐层堆积来构建三维实体模型。

在每一层堆积完成后，需要对其进行固化或热塑处理，以保证其稳定性和可操作性。

常用的堆积方式有激光束烧结、喷墨技术、熔融沉积等。

8. 激光束烧结原理激光束烧结是通过高能量激光束将粉末材料进行局部熔化和固化的一种加工方式。

在加工过程中，激光束按照预定路径扫描，将粉末材料逐层烧结成实体模型。

第四章硅橡胶快速制模技术

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第四章硅橡胶快速制模技术
•第四章硅橡胶快速制模技术
•4.2 硅胶模快速制作方法
•4.2.1真空浇注 •（5）在法橡皮泥的上平面上，挖2~4个定位凹坑 •以作上、下合模时定位用； •（6）计算半模所需的硅橡胶、固化剂用量，并 •在真空注塑机中抽真空； •（7）将抽真空后的硅橡胶倒入构建的围框内， •并放入压力罐一段时间，排除气体； •（8）硅橡胶固化；
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第四章硅橡胶快速制模技术
•第四章硅橡胶快速制模技术
•4.3 硅胶模快速制造的关键技术分析 •4.3.1a 型框尺寸的大小
• 为使硅胶模大小适中，在搭建硅胶模型腔的时候， •通常使型腔四壁、底面距RP模型边缘20mm,侧面挡板 •高度为RP模型高度h在加上90mm，留出50mm，保证 •脱泡时硅胶不能溢出。
•4.2 硅胶模快速制作方法
•4.2.1真空浇注 • 该方法法适用于不透明硅橡胶或分型面形状 •比较复杂的情况。采用哈夫式制作法，其步骤： •（1）彻底清洁定型样，即快速成型原件； •（2）分析原型，选择分型面； •（3）利用薄板围框，根据原型零件的不同，应 •选择、制作合适的模框； •（4）用橡皮泥将定型样件固定在围框内，橡皮 •泥的厚度约占围框高度的1/2，并使橡皮泥与 •定型样件的相交线为分型面的部位。
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第四章硅橡胶快速制模技术
•快速模具制造技术
• 1.直接快速制模技术 • ⑵ 间接快速制模技术的工艺方法 • 利用快速成形技术，结合精密铸造、硅橡胶、
粉末烧结等技术可间接制造出模具，一般分为软质模具和硬质模具。 • ① 硅橡胶制模法
• 以原型为样件，将液体硅胶按照快速成形母模的 •分型线依次浇铸，等到固化好后，再去掉母模， •形成硅橡胶模。

先进制造技术之快速原型制造技术

2. 原型制作
中国农业大学
4.5.2 成形工艺过程
3. 后处理
刚刚成形的树脂原型密度和强度较低，需作强化处理，将液体可固化树脂浸渗到烧结零件中，将其保温、固化，得到增强的零件；
对于陶瓷原型，需将其放在加热炉中烧除粘接剂，烧结陶瓷粉；
先进制造技术
第4章快速原型技术
4.1.1 快速原型技术的基本原理
传统的零件加工过程是先制造毛坯，然后经切削加工，从毛坯上去除多余的材料得到零件的形状和尺寸，这种方法统称为材料去除制造。
快速原型技术彻底摆脱了传统的“去除”加工法，而基于“材料逐层堆积”的制造理念，将复杂的三维加工分解为简单的材料二维添加的组合，它能在CAD模型的直接驱动下，快速制造任意复杂形状的三维实体，是一种全新的制造技术。其成型过程为：
制件能承受高达200℃的高温，有较高的硬度和较好的力学性能，可以进行各种切削加工。
中国农业大学
4.4.4 LOM工艺特点
LOM工艺缺点：工件（尤其是薄壁件）的抗拉强度和弹性不够好；工件易吸湿膨胀，因此成形后应尽快做表面防潮处理；不能直接制作塑料工件；工件表面有台阶，其高度等于材料厚度，因此，成形后需进行表面打磨。
中国农业大学
4.3.4 SLA工艺特点
SLA工艺缺点：成形过程中伴随着材料的物理和化学变化，产生收缩，并且会因材料内部的应力导致制件较易翘曲、变形；需要支撑；设备运转及维护成本高；需要二次固化；液态树脂固化后在性能上不如常用的工业塑料，一般较脆、易断裂。
中国农业大学
4.3.5 SLA工艺应用案例
中国农业大学
4.1.2 快速原型技术的典型方法
2．叠层实体制造工艺
Laminated Object Manufacturing，简称LOM，也称分层实体制造

2023年先进制造技术题库

第一章绪论1.制造（Manufacturing）: 制造时一种将物料、能源、资金、人力资源、信息等有关资源, 按照社会的需求, 转变为新的、有更高应用价值的有形物质产品和无形软件、服务等产品资源的行为和过程。

【运用制造资源（设计方法、工艺、设备和人力等）将材料“转变”为有用的物品的行为和过程】2.制造系统（Manufacturing System）: 制造过程及其所涉及的硬件（涉及人员、生产设备、材料、能源和各种辅助装置）以及有关的软件（涉及制造理论、制造工艺、制造方法和制造信息等）, 组成了一个具有特定功能的有机整体, 称之为制造系统。

【由制造过程及其所涉及的硬件及软件组成的一个具有特定功能的有机整体】3.制造技术（Manufacturing Technology）: 制造技术则是按照人们所需的目的, 运用知识和技能, 运用客观物质工具, 使原材料转变为产品的技术总和。

也可以说是完毕制造活动所需的一切手段的总和。

4.制造业（Manufactury）: 制造业是所有与制造活动有关的实体或公司机构的总称。

5、先进制造技术（Advanced Manufacturing Technology,AMT）：是传统制造技术、信息技术、计算机技术、自动化技术与科学管理等多学科先进技术的综合, 并应用于制造工程之中所形成的一个学科体系。

6、先进制造技术分为三个技术群: 主体技术群（涉及面向制造的设计技术群和制造工艺技术群）、支撑技术群、制造基础设施。

第二章先进设计技术1.反求工程: 反求工程技术是消化吸取并改善国内外先进技术的一系列工作方法和技术的总和。

2.反求工程技术的研究对象重要可分为实物、软件、影像三大类。

3、反求工程的过程:反求过程的基本环节: 获取数据、建模方案制定、数据预解决第三章先进制造工艺技术1.特种加工工艺: 特种加工工艺是运用化学、电化学、物理（声、光、热、磁）等方法对材料进行的加工工艺。

2、快速成形工艺：快速成型工艺是直接根据产品CAD的三维实体模型数据, 经计算机解决后, 将三维模型转化为许多平面模型的叠加, 再通过计算机控制, 制造一系列平面模型并加以联结, 形成复杂的三维实体零件。

4.第四章_快速成型技术中的数据处理

快速原型制造设备目前能够接受诸如STL，SLC，CLI，RPI， LEAF，SIF等多种数据格式。其中由美国3D Systems公司开发的
STL(StereoLithography interface specification)文件格式可以被大
多数快速成型机所接受，因此被工业界认为是目前快速成型数据的准标准，几乎所有类型的快速成型系统都采用STL数据格式。
因此，在快速成型技术实施之前以及原型制作
过程中需要进行大量的数据准备和处理工作，数据的
充分准备和有效的处理决定着原型制作的效率、质量
和精度。在整个快速成型技术的实施过程中，数据的准备是必须的，数据的处理是十分必要和重要的。
ξ4 快速成型技术中的数据处理
第一节 CAD三维模型的构建方法
目前，基于数字化的产品快速设计有两种主要途径：一种是根据
件的还原、模型精度的提高及数字化模型检测等。
ξ4 快速成型技术中的数据处理
反求工程技术不是传统意义上的“仿制”，而是综合应用现代
工业设计的理论方法、生产工程学、材料学和有关专业知识，进行
系统地分折研究，进而快速开发制造出高附加值、高技术水平的新产品。
反求工程对于难以用CAD设计的零件模型以及活性组织和艺术
（4）合法实体规则
STL文件不得违反合法实体规则，即在三维模型的所有表面上，必须布
可能有一个点会落在其旁边三角形的边上，下图便示意了存在问题的点。
因为每一个合理的实体面至少应有1.5条边，因此下面的三个约束条件在正确的STL文件中应该得到满足：面必须是偶数的；边必须是3的倍数； 2×边＝3×面。
ξ4 快速成型技术中的数据处理
（3）取值规则
STL文件中所有的顶点坐标必须是正的，零和负数是错的。然而，目前

21世纪制造第四章中文翻译

第四章：实体自由成型制造和快速原文制造4．1 实体自由成形制造方法可以用几种制造方法将CAD信息转换为原型物体。

自1987年以来，又出现了几种新的技术来完成这一转换。

就在1987年，3D系统公司(3D Systems Inc．)推出了立体光刻(SLA)这一技术。

在随后的5年里，又出现了几种和之相竞争的技术。

这一组新技术一般通称为实体自由成形制造(solid freeform fabrication，SFF)。

正如大多数新技术都要经历第2章所描述的市场接纳s形曲线一样，实体自由成形制造领域经历了相当长的广告宣传阶段。

其他用来描述实体自由成形制造这一技术的词汇还包括：·需求中的零件(part on demand)；·从艺术到零件(from art to part)；·桌面上制造(desktop manufacturing)；·快速成形(rapid prototyping)。

在撰写本书时，专门从事原型制造的公司已将立体光刻(SI，A)、选择性激光烧结(SI。

S)、熔融沉积制造(FDM)和分层实体制造(LOM)用于日常商业活动中。

以玉米淀粉、塑料和陶瓷为材料的三维印刷(3DP)也正进入商业使用。

还有几种原型制造方法虽具有潜力，但并没有以盈利目的被第三方普遍采用。

铸造是一个特例，它仍然被用于单件原型制造。

另外，当用立体光刻做好模具后，采用铸造进行10～500批量范围的生产仍然韭常绎济．机加T巾．用于单件或几件批量的原型制造。

非。

吊经价。

剖L川U上也川丁半什域儿lT丁LL里口Y怀型rⅡu坦。

4．1．1 实体自由成形制造和-陕速成形技术总结用于日常商业性活动的包括：立体光刻；选择性激光烧结；分层实体制造；熔融沉积制造。

处于研究和开发阶段的包括：以玉米淀粉、塑料和陶瓷为材料的三维印刷；以塑料为材料并由机加工来铣平的三维印刷；实体磨削固化(SGC，和SLA类似)；形状沉积制造(SDM，分层叠加和分层递减的结合）非实体自由成形制造(传统方法)包括：机加工；铸造。

3D打印技术与应用培训手册

● 02
第2章 3D打印技术的原理
3D打印技术的工作原理
3D打印技术的工作原理涉及数据处理、打印前准备、打印过程和后续处理等步骤。首先，设计模型需转换为3D打印机可识别的文件格式；其次，调整打印机参数、准备打印材料；然后，按预设路径逐层堆叠材料进行打印；最后，去除支撑结构、进行表面处理。
医疗、汽车、航空航天等
03 发展趋势
更高精度、更快速打印速度、更多材料选择
3D打印技术的优势
01 快速制造
原型和小批量生产
02 成本节约
节约成本和材料
03 复杂结构
实现复杂结构的制造
3D打印技术的应用领域
01 医疗领域
医疗器械、假肢等
02 制造业
快速原型制作、定制零部件制造
03 艺术设计
艺术品的制作和展示
3D打印技术在医疗领域的应用
3D打印技术在医疗领域的应用前景广阔，将为医疗行业带来更多创新和突破，促进医疗质量的不断提升。
● 06
第六章总结与展望
3D打印技术的优势
3D打印技术具有个性化定制的优势，可以根据需求制造各种个性化产品；同时， 3D打印技术能够提升制造效率，大大缩短生产周期；此外， 3D打印技术还可以实现创新设计，为产品设计与开发提供更多可能性。
3D打印技术的发展历程
1980年代
概念提出
2000年以后
技术不断完善，应用领域不断扩
大
1990年代
商业化应用开始
3D打印技术的快速发展
随着科技的不断进步，3D打印技术在各行各业都得到了广泛的应用。从最初的概念提出，到商业化应用开始，再到如今的技术不断完善，3D 打印技术已经成为制造业的重要组成部分，为人们的生活带来了巨大的便利。

快速原型制造技术的步骤和特点

快速原型制造技术的步骤和特点快速原型制造技术是一种利用先进的制造技术和工具，快速制作产品的方法。

它通过快速制造出产品的原型，帮助设计师和工程师在产品开发过程中进行验证和测试，从而加快产品的开发和改进速度。

在快速原型制造技术中，主要包括以下几个步骤和特点。

一、快速原型制造技术的步骤：1. 制定设计需求：在开始快速原型制造之前，需要明确产品的设计需求，包括产品的功能、外观、尺寸等方面的要求。

2. 设计原型模型：根据设计需求，设计师使用计算机辅助设计软件（CAD）制作产品的三维模型。

3. 选择制造方法：根据产品的特点和制造要求，选择适合的快速原型制造方法，如3D打印、激光切割、数控加工等。

4. 材料选择和准备：根据所选制造方法的要求，选择适合的材料，并进行材料的处理和准备工作。

5. 制造原型模型：根据设计的三维模型和所选的制造方法，使用相应的工具和设备进行快速制造，制作出产品的原型模型。

6. 修整和处理：制造完成后，对原型模型进行修整和处理，使其达到设计要求的尺寸、形状和表面光滑度。

7. 验证和测试：制造完成的原型模型需要进行验证和测试，检查其是否满足设计需求，并进行必要的调整和改进。

8. 完善和优化：根据验证和测试的结果，对原型模型进行完善和优化，使其更符合产品的要求和市场需求。

9. 生产批量化：在验证和优化完成后，根据原型模型进行生产批量化，制造出符合要求的产品。

二、快速原型制造技术的特点：1. 快速性：快速原型制造技术可以在较短的时间内制作出产品的原型模型，缩短了产品开发周期，提高了开发效率。

2. 灵活性：快速原型制造技术可以根据设计需求的变化进行快速调整和改进，灵活适应不同的设计要求。

3. 成本效益：相比传统的制造方法，快速原型制造技术可以节省成本，减少材料和设备的浪费，提高了产品的经济效益。

4. 可定制化：快速原型制造技术可以根据客户的需求进行定制化生产，满足不同客户的个性化需求。

5. 创新性：快速原型制造技术可以帮助设计师和工程师实现创新设计和构思，促进产品的技术创新和市场竞争力。

快速控制原型技术讲解

Transmission
Engine
ECU
Real components
4.1 快速控制原型技术
快速控制原型技术的应用
Virtual components
Road
Axle
“Driver” – gas/brake/gears
Transmission
Engine
ECU
Dynomometer
Real components
Visual C，或者Watcom C++ 11.0 （模型编译） xPC API （用户界面与实时控制模型的接口） LabVIEW (用户界面、参数调节，数据显示、控制
逻辑、日志文件的生成)
4.2 xPC-target
xPC Target简介
xPC Target是MathWorks公司开发的一个基于RTW体系框架的实时系统产品，可将标准的PC兼容机转变为一个实时系统，来实现控制系统或DSP系统的快速原型化、硬件在回路中的测试和系统半实物仿真等功能。随着目前PC兼容机的普遍使用，从而xPC Target提供了一种造价低廉的、性能较高的并且便捷的实时应用系统。
快速控制原型技术的应用
TCP/IP
Host PC
• Create/Test Model • Code Generation • System analysis in non-real-time
虚拟场景显示
• Visualization and Interaction
Hardware-in-the-loop system
三维实时显示
触摸屏控制系统
4.1 快速控制原型技术
快速控制原型技术的应用
快速控制原型系统的Simulink®控制模型

计算机辅助设计与制造(第四章)

3
2013/5/15
第4章逆向工程与新产品设计
残缺数据处理实例
应用实例对以上提出的造型修复方法，结合作者实际的科研工作，列举以下实例说明：
（1）如图4.8所示，尖角部分是最容易受损的部位，进行几何形状规则化后，得到如图4.8所示的周边框线，就可以用扫描法或桥接法来恢复所缺部分。（2）如图4.9所示，通过修改曲面的U或V值来拓展曲面，然后进行拓扑操作切掉多余的部分。（3）如图4.10所示的点云出现了数据重叠或数据缝隙（在测量时通过对边界点进行标识来区分是重叠还是缝隙）。这种情况通常采用后退取数据点，然后用边界上的点来控制曲面精度，以便动态局部修改曲面。图4.11 点云数据的空洞（4）如图4.11所示的数据空洞，在将横向或纵向的点拟合成曲线以后，分别将空洞两边对应的曲线进行样条拼接来获得所缺的数据。
（2）数据重叠或数据间隙
在一些大型零部件的反求工程中，由于受测量设备和计算机软硬件的限制
或产品几何形状以及后续工艺的要求，需将产品原始模型进行分块测量。在这种情况下测得的数据由于主客观原因在分界线上容易造成数据不重合，出现数据重叠或数据间隙。
（3）产品原始模型局部变形或破损
产品局部变形后的区域不能反映产品最初的原形，该区域的数据不能作为反求建模的依据。由于产品破损也造成数据不全。
(2)逆向工程的材料反求法对逆向对象材料的分析包括了材料成分的分析﹑材料组织结构的分析和材料的性能检测等几大部分。其中，常用的材料分析方法有：钢种的火花鉴别法，钢种听音鉴别法，原子发射光谱分析法，红外光谱分析法和化学分析微探针分析技术等；而材料的结构分析主要是分析研究材料的组织结构﹑晶体缺陷及相互之间的位相关系，可分为宏观组织分析和微观组织分析；性能检测主要是检测其力学性能和磁﹑电﹑声﹑光﹑热等物理性能。

现代制造技术(4)

2010-12-20 现代制造技术 5-19
3. 快速原型/零件制造技术的原理快速原型/
快速原型/零件制造技术采用离散／堆积成型的原理, 快速原型/零件制造技术采用离散／堆积成型的原理, 其过程是：其过程是：
2010-12-20
由CAD软件设计出所需零 CAD软件设计出所需零将三维模型沿一定方向件的计算机三维曲面或实分层通常为Z 体模型（通常为 Z 向）离散成根据每层轮廓信息，根据每层轮廓信息，一系列有序的二维层片层面信息处理进行工艺规划，进行工艺规划，选择习惯称为分层) (习惯称为分层) 加工参数，加工参数，自动生成层面加工与粘接成形机制造一数控代码层层堆积系列层片并自动将它们联接后处理起来，起来清理零件表面，清理零件表面，去，得到三维物理实体除辅助支撑结构 CAD建模 CAD建模
工件剥离或去支撑等强硬化处理表面处理
成型方向选择切片处理
2010-12-20
＊＊＊＊＊
现代制造技术
5-15
快速成型产品造型产品原型
2010-12-20
16
快速原型／第1节快速原型／零件制造技术的基本概念 1.快速原型／ 1.快速原型／零件制造技术的产生快速原型
批量小品种多
改型快
2010-12-20 现代制造技术 5-3
产生历程
1892年 BLanther在他的美国专利(#473901)中在他的美国专利(#473901) 1892年，J．E．BLanther在他的美国专利(#473901)中，曾建议
用分层制造法构成地形图。这种方法的原理是，用分层制造法构成地形图。这种方法的原理是，将地形图的轮廊线压印在一系列的蜡片上，然后按轮廓线切割蜡片，压印在一系列的蜡片上，然后按轮廓线切割蜡片，并将其粘结在一熨平表面，从而得到三维地形图。起，熨平表面，从而得到三维地形图。

Removed_原型与模型的制作

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1、由学生自己参照教材及教师提供的模型的设计方案，独自完成多功能学习用品盒（架）模型的设计，不要求学生做出千篇一律的设计，鼓励学生设计几组具有创意的，富有个性化的多功能学习用品盒（架）然后从中选出最满意的作品进行制作。
2、动手制作模型需要大量的时间，在给定的课时内完成本章节是比较紧张的，可根据模型制作的步骤与要求，安排教学内容。
模型制作是运用木材、石膏、塑料等材料，采用合适的结构、相应的加工工艺和三维实体表现的方法，来表现产品的设计构思和模拟产品的形态结构。模型制作既是一种设计表达方式，又是设计过程中不可缺少的分析、评价、评论手段，甚至某些工艺环节只有通过模型制作，才能确定其设计变为产品的可能性。产品设计方案通过平面表达将意图表达出来，同时用透视、光影与色彩形象化地表现图形，预示未来的发展，为方案的讨论交流以及进一步发展设计提供了一定的信息和技术依据。模型制作则是在此基础上，运用三维形态，真实地反映三维空间中物体的尺度、比例、细节、材料、技术、表面处理等合理性，提供了产品设计评估所需要的、更全面的信息和技术数据。模型制作不但能够将美好的创意变为具体的、生动的形体，而且在模型制作中，通过不断研究、分析整体形态的各个角度，各个方面，各种线条，各种连接构造原理，各种材料以及它们之间的关系等，能直

基于xPC-target的快速控制原型技术快速控制原型技术

措施 CACSD(Computer Aided Control System
Design)
4.1 快速控制原型技术
基于MATLAB的快速控制原型系统开发构架
4.1 快速控制原型技术
MATLAB自动化代码生成工具
在MATLAB产品族中，自动化的代码生成工具主要有RealTime Workshop(RTW)和Stateflow Coder，这两种代码生成工具可以直接将Simulink的模型框图和Stateflow的状态图转换成高效、优化的程序代码。利用RTW生成的代码简洁、可靠、易读。目前RTW支持生成标准的C语言代码，并且具备了生成其他语言代码的能力。整个代码的生成、编译以及相应的目标下载过程都是自动完成的。Mathworks公司针对不同的实时或非实时操作系统平台开发了相应的目标选项，以配合不同的软、硬件系统完成快速控制原型(Rapid Control Prototype)开发、硬件在回路的实时仿真(Hardware-in-Loop)、产品代码生成等工作。
4.1 快速控制原型技术
快速控制原型技术的软件支撑环境：
Simulink
Stateflow
Stateflow Coder
Real-Time Workshop
Generic Real-Time Interface
Real-Time Target
Real-Time Target
Real-Time Workshop的体系结构
第四章快速控制原型技术
1. 快速控制原型技术 2. xPC-target简介 3. xPC-target的安装和配置 4. xPC-target的基本使用方法 5. xPC-target的应用实例
4.1 快速控制原型技术

模具制造工艺复习题

《模具制造工艺》复习题第一章概论1.模具制造有哪些技术要求？有何特点？答：模具的技术要求（1）模具零件应具有较高的强度、刚度、耐磨性、韧性淬透性和切削加工性（2）模具零件精度高、表面粗糙度低（3）模具零件的标准化程度高（4）模具凹凸模具有合理间隙模具制造的特点（1）模具变化多，技术要求高，对技术人员要求高（2）模具车间规模较小，对外协作程度高（3）单件生产（4）加工精度高，加工周期长（5）模具通常需要反复修配、调整才能达到要求2.模具制造过程的包括哪几个阶段？答：模具的制造过程包括五个阶段：技术准备、材料准备、模具零件及组件加工、装配调试、试模鉴定。

3.模具制造的基本工艺路线包括哪些内容？模具制造的基本工艺路线：分析估算－模具设计－零件加工－装配调整－试模－成品。

第二章模具的机械加工1.解释名词：夹具磨削法，计算机辅助设计CAD，计算机辅助制造CAM。

夹具磨削法：指将工件至于成形夹具上，利用夹具调整工件的位置，使工件在磨削过程中作定量移动或转动，由此获得所需形状的加工方法。

计算机辅助设计CAD：利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。

计算机辅助制造CAM：在机械制造业中，利用电子数字计算机通过各种数值控制机床和设备，自动完成离散产品的加工、装配、检测和包装等制造过程。

2.模具机械加工的主要方法有那几种？答：车削加工、铣削加工、磨削加工、镗削加工、钻削加工、刨削和插削加工等3.了解车削加工、铣削加工、刨削和插削加工、磨削加工用于模具加工的主要加工对象以及正常条件所能达到的技术要求？车削加工：对象：圆盘类、轴类零件的加工。

如导柱、导套、顶杆、模柄等，技术要求：加工精度达IT6－IT8，粗糙度Ra=1.6-0.8μm。

铣削加工：对象：利用不同类型的铣刀和附件（分度头、回转台）以及工装夹具可加工各种平面、斜面、沟槽、台肩、型腔和孔。

加工精度可达IT10-IT8，Ra＝1.6-0.4μm刨削加工：主要加工对象为模具零件的外形。

第四章_选择性激光烧结成型工艺介绍

图4-8 原型方位确定后的加工状态
第三节选择性激光烧结工艺过程
（3）后处理
激光烧结后的PS原型件，强度
很弱，需要根据使用要求进行渗蜡或渗树脂等进行补强处理。由于该原型用于熔模铸造，所以进行渗蜡处理。渗蜡后的该铸件原型如图所示。
图4-9 某铸件经过渗蜡处理的SLS原型
第三节选择性激光烧结工艺过程
优点：
◎可直接制作金属制品 ◎无需支撑结构 ◎可采用多种材料 ◎制造工艺比较简单
◎材料利用率高
缺点：
◎原型表面粗糙 ◎烧结过程挥发异味 ◎有时需要比较复杂的辅助工艺
第四章选择性激光烧结成型工艺
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选择性激光烧结工艺的基本原理和特点选择性激光烧结快速成型材料及设备选择性激光烧结工艺过程高分子粉末烧结件的后处理选择性激光烧结工艺参数
程上一般采用粒度的大小来划分颗粒等级，如右表所示。 SLS 工艺采用的粉末粒度一般在50～125µ m之间。
第二节选择性激光烧结的材料及设备
间接SLS用的复合粉末通常有两种混合形式：
◎粘结剂粉末与金属或陶瓷粉末按一定比例机械混合； ◎把金属或陶瓷粉末放到粘结剂稀释液中，制取具有粘结剂包裹的金属或陶瓷粉末。实践表明，采用粘结剂包裹的粉末的制备虽然复杂，但烧结效果较机械混合的粉末好。近年来，已经开发并被应用于SLS粉末激光烧结快速原型制作的材料种类如表4-2所示。表4-2 常用的SLS工艺的材料
数据处理
工艺规划
安全监控
第二节选择性激光烧结的材料及设备
华中科技大学（武汉滨湖机电技术产业有限公司）开发了金属粉末熔化快速成型系统，目前推出了HRPM-I和HRPM-II两种型号。该设备可直接制作各种复杂精细结构的金属件及具有随形冷却水道的注塑模、压铸模等金属模具，材料利用率高。图4-6为HRPM-II金属粉末熔化快速成型机。

合工大快速原型课后复习题及解答

合⼯⼤快速原型课后复习题及解答第⼆章光固化快速成型⼯艺1 ．叙述光固化快速成型的原理。

氦－镉激光器或氩离⼦激光器发出的紫外激光束在控制系统的控制下按零件的各分层截⾯信息在光敏树脂表⾯进⾏逐点扫描，使被扫描区域的树脂薄层产⽣光聚合反应⽽固化，形成零件的⼀个薄层。

⼀层固化完毕后，⼯作台下移⼀个层厚的距离，以使在原先固化好的树脂表⾯再敷上⼀层新的液态树脂，刮板将粘度较⼤的树脂液⾯刮平，然后进⾏下⼀层的扫描加⼯，新固化的⼀层牢固地粘结在前⼀层上，如此重复直⾄整个零件制造完毕，得到⼀个三维实体原型。

2 ．光固化快速成型的特点有哪些？优点：（1）成型过程⾃动化程度⾼；（2）尺⼨精度⾼；（3）优良的表⾯质量；（4）可以制作结构⼗分复杂的模型、尺⼨⽐较精细的模型；（5）可以直接制作⾯向熔模精密铸造的具有中空结构的消失型；（6）制作的原型可以⼀定程度地替代塑料件。

缺点：（1）制件易变形，成型过程中材料发⽣物理和化学变化；（2）较脆，易断裂性能尚不如常⽤的⼯业塑料；（3）设备运转及维护成本较⾼，液态树脂材料和激光器的价格较⾼；（4）使⽤的材料较少，⽬前可⽤的材料主要为感光性的液态树脂材料；（5）液态树脂有⽓味和毒性，并且需要避光保护，以防⽌提前发⽣聚合反应，选择时有局限性；（6）需要⼆次固化3．光固化材料的优点有哪些？光固化树脂主要分为⼏⼤类？优点：（1）固化快（2）不需要加热（3）可配成⽆溶剂产品（4）节省能量。

（5）可使⽤单组分，⽆配置问题，使⽤周期长。

（6）可以实现⾃动化操作及固化，提⾼⽣产的⾃动化程度，从⽽提⾼⽣产效率和经济效益。

分类：(1)⾃由基光固化树脂(2)阳离⼦光固(3)混杂型光固化树脂4．光固化成型⼯艺过程主要分为⼏个阶段，其后处理⼯艺过程包括哪些基本步骤？阶段：前处理、原型制作和后处理三个阶段。

后处理步骤：（1）原型叠层制作结束后，⼯作台升出液⾯，停留5~10min（晾⼲）；（2）将原型和⼯作台⼀起斜放景⼲，并将其浸⼊丙酮、酒精等清洗液中，搅动并刷掉残留的⽓泡，45min后放⼊⽔池中清洗⼯作台；（3）由外向内从⼯作台上取下原型，并去除⽀撑结构；（4）再次清洗后置于紫外烘箱中进⾏整体后固化。

数字减法制造技术研究

数字减法制造技术研究第一章引言数字减法制造技术是一种重要的数字制造技术，在现代制造业中具有广泛的应用。

随着信息技术的迅速发展，数字减法制造技术已经成为提高生产效率、降低成本和改善产品质量的关键手段。

本文将介绍数字减法制造技术的背景和意义，并深入研究其相关领域的最新进展。

第二章数字减法制造技术概述2.1 数字减法制造技术的定义数字减法制造技术是指利用计算机和数值控制系统等技术手段，对物理件进行零件数值减法运算和数值减法重构，以实现对物理件的快速制造和优化设计的一种制造技术。

2.2 数字减法制造技术的原理数字减法制造技术的原理是基于数值计算和数值控制系统的工作原理。

通过将物理件的设计和加工信息转化为数值模型，利用计算机对数值模型进行减法运算和重构，然后通过数值控制系统实现对物理件的精确制造。

2.3 数字减法制造技术的优势数字减法制造技术具有许多优势。

首先，它可以大大提高制造效率，减少人工操作和加工时间。

其次，它可以降低制造成本，避免人为因素导致的误差和浪费。

最后，它可以实现对产品的精确控制和优化设计。

第三章数字减法制造技术在零部件加工中的应用数字减法制造技术在零部件加工过程中有广泛应用。

它可以通过数值模型和数值控制系统实现对零部件的加工路径规划和加工过程的控制。

通过数字减法制造技术，可以提高零部件的加工精度和加工效率，减少加工工时和成本。

第四章数字减法制造技术在快速原型制造中的应用数字减法制造技术在快速原型制造中起着重要作用。

它可以通过数值模型和数值控制系统实现对快速原型的设计、制造和测试。

通过数字减法制造技术，可以快速、高效地制造出原型产品，并进行精确的测试和评估，以提高产品的研发速度和质量。

第五章数字减法制造技术在智能制造中的应用数字减法制造技术在智能制造中具有广泛的应用前景。

它可以通过数值模型和数值控制系统实现对智能制造系统中各个环节的集成和优化。

通过数字减法制造技术，可以实现智能控制、精确制造和自动化管理，提高智能制造系统的整体效率和质量。

先进制造技术第四章快速原型技术

主要方法及比较
3.选择性激光烧结(SLS—Selected Laser Sintering)
对于由粉末铺成的有好密实度和平整度的层面，有选择地直接或间接将粉末熔化或粘接，形成一个层面，铺粉压实，再熔结或粘接成另一个层面并与原层面熔结或粘接，如此层层叠加为一个三维实体。
主要方法及比较
4.熔融沉积造型(FDM—Fused Deposition Modeling)
截面轮廓线
截面轮廓线所包围的区域
塑料件、铸造用蜡模、截面轮廓线所包
样件或模型
围的区域
RP工艺优缺点比较
技术类型
精度
表面质量
材料价格
材料利用率
运行成本
生产效率
设备费用
市场占有率(%)
SL
好
好
较贵
LO 一般较差 M SLS 一般一般
较便宜
较贵
FD 较差较差较贵 M
接近 100%
RP技术的基本原理
快速成形是一种离散 /堆积的加工技术，其基本过程是首先将计算机生成的零件三维实体沿某一坐标轴进行分层处理（离散），得到每层截面的一系列二维截面数据，按特定的成形方法（LOM、SLS、FDM、 SLA等）每次只加工一个截面，然后自动叠加（堆积）一层成形材料，这一过程反复进行直到所有的截面加工完毕生成三维实体原型。步骤：（1）C AD软件设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型；（2）将三维模型沿一定方向（通常为Z向）离散成一系列有序的二维层片（习惯称为分层）；（3）根据每层轮廓信息，进行工艺规划，选择加工参数，自动生成数控代码；（4）成形机制造一系列层片并自动将它们堆积起来，得到三维物理实体。
2.分层实体制造 (LOM—Laminated Object Manufacturing)