快速成型技术激光快速成型机软件的操作
快速成型技术个人实验报告
开放性实验快速成型制造技术实验报告班级：学号：姓名：指导教师：一：快速成型介绍快速原理制造技术，又叫快速成型技术，（简称RP技术）；英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTURING，简称RPM。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。
但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。
形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
RP系统的基本工作原理RP系统可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。
当然，整个过程是在计算机的控制下，由快速成形系统自动完成的。
不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同，系统的工作原理也有所不同，但其基本原理都是一样的，那就是"分层制造、逐层叠加"。
这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。
每个截面数据相当于医学上的一张CT像片；整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。
RP技术是在现代CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。
激光快速成型软件系统开发的关键技术
本 文主 要 以二 进 制Ｓ Ｌ Ｔ 文件 为研 究 对象 ，根 据 二 进 制Ｓ Ｌ Ｔ 文件 的 格式 规 定 ，要 实现 二 进制 Ｓ Ｌ Ｔ 文 件 的读 取 ，应建 立 以下数 据 结构 ：
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个 加 工 过程 ， 直 接 影 响 零 件 的 成 型 质 量 与 加 工 效 率 ， 在快 速 成 型 系 统 中起 着 至 关 重 要 的 作 用 ，是
激 光快 速 成型 系统 的核心 技 术之一 。 本 文 对 激 光 快 速 成 型 软 件 系统 开 发 过 程 中的 关 键技 术 进行 了详 细论 述 。
换 成 零 件 ，利 用 激 光 快 速 成 型 技 术 可 以节 约 新 产 品 的开 发时 间７ ％以上 ，使产 品投 放市 场 时 间节省 ０ ９ ％左右 …。所 以可 以极 大 地提 高 企 业 的市 场竞 争 ０ 力 ，具 有较 广 阔的应 用前 景 。 激 光 快 速 成 型 系统 主 要 由软 件 系 统 与 硬 件 系 统组 成 。而 软 件 系 统 的 优 劣 直 接 影 响 和 控 制 着 整
１
匐 似
激 光快 速成型软件 系统开发 的关 键技 术
Ｋｅ ｔ ｙ ｅｃｈｎ ｏｇｉ ｓ ｏｎ ｓｏｆｗ ａｒ ｓ ｔ ｏＩ ｅ ｔ ｅ ｙｓ ｅｍ ａｓ ａｐｉ ｏｔ ｙｐｉ ｏｆ ｌ ｅｒ ｒ ｄ ｐｒ ｏｔ ｎｇ
工程训练实习报告快速成型
一、实习目的通过本次工程训练实习，旨在使学生了解快速成型技术的原理、过程及其在工程领域的应用，提高学生的实际操作能力，培养创新意识和团队协作精神。
同时，通过实习，使学生更好地将理论知识与实践相结合，为今后从事相关工作奠定基础。
二、实习时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实习地点XX快速成型实验室四、实习内容1. 快速成型技术简介快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）是一种将数字模型快速转化为物理实体的技术，广泛应用于模具制造、产品开发、医疗、航空航天等领域。
本次实习主要涉及以下几种快速成型技术：（1）立体光固化成型（SLA）（2）选择性激光烧结（SLS）（3）熔融沉积成型（FDM）（4）三维喷印成型（3DP）2. 实验操作（1）SLA实验首先，实习老师介绍了SLA技术的原理和设备操作流程。
随后，我们分组进行实验操作，分别完成以下步骤：① 设计数字模型：使用CAD软件设计所需的模型，并将其导出为STL格式。
② 准备光敏树脂：将光敏树脂倒入容器中，搅拌均匀。
③ 激光扫描：将数字模型导入设备，设置扫描参数，进行激光扫描。
④ 固化成型：通过紫外激光照射，使光敏树脂固化，形成实体模型。
⑤ 清洗与干燥：将成型后的模型放入清洗液中清洗，去除多余的光敏树脂，然后进行干燥处理。
（2）SLS实验实习老师介绍了SLS技术的原理和设备操作流程。
随后，我们分组进行实验操作，分别完成以下步骤：① 设计数字模型：使用CAD软件设计所需的模型，并将其导出为STL格式。
② 准备粉末材料：将粉末材料放入设备中，搅拌均匀。
③ 激光烧结：将数字模型导入设备，设置扫描参数，进行激光烧结。
④ 喷涂粘结剂：在烧结完成后，使用粘结剂喷枪对模型进行喷涂，使粉末材料粘结在一起。
⑤ 清洗与干燥：将成型后的模型放入清洗液中清洗，去除多余的材料，然后进行干燥处理。
3. 实习总结通过本次实习，我们对快速成型技术有了更深入的了解，掌握了SLA和SLS两种技术的操作流程。
快速成型技术原理及应用
快速成型技术原理及应用快速成型技术又称快速原型制造(Rapid Prototyping Manufacturing，简称RPM)技术，诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。
成型原理：基于离散-叠加原理而实现快速加工原型或零件特点：不需机加工设备或者模具即可快速制造形状极为复杂的工件简介：(Rapid Prototyping&Manufacturing, 缩写为RP)是二十世纪八十年代末九十年代初兴起并迅速发展起来的新的先进制造技术. 其特点是可以不需机加工设备或者模具即可快速制造形状极为复杂的工件, 从而在小批量产品生产或新产品试制时节省时间和初始投资.这里所说的快速加工原型是指能代表一切性质和功能的实验件,一般数量较少,常用来在新产品试制时作评价之用. 而这里所说的快速成型零件是指最终产品,已经具有最佳的特性,功能和经济性.快速成型技术(RP)的成型过程: 首先建立目标件的三维计算机辅助设计(CAD 3D)模型, 然后对该实体模型在计算机内进行模拟切片分层,沿同一方向(比如Z轴)将CAD 实体模型离散为一片片很薄的平行平面; 把这些薄平面的数据信息传输给快速成型系统中的工作执行部件,将控制成型系统所用的成型原材料有规律地一层层复现原来的薄平面, 并层层堆积形成实际的三维实体,最后经过处理成为实际零件.经过20多年的发展, 快速成型技术(RP)有较大发展, 应用非常广泛,尤其在汽车制造,航天航空,建筑,家电,卫生医疗及娱乐等领域有强大的应用.目前基于快速成型技术(RP)开发的工艺种类较多, 可以分别按所用材料划分, 成型方法划分等.1) 利用激光或其它光源的成型工艺的成型:---（SL）---（简称LOM)---（简称SLS)---形状层积技术(简称SDM);2) 利用原材料喷射工艺的成型:---（简称FDM)---三维印刷技术(简称3DP)其它类型工艺有:---树脂热固化成型 (LTP)---实体掩模成型 (SGC)---弹射颗粒成型 (BFM)---空间成型 (SF)---实体薄片成型 (SFP)应用：RPM技术的发展水平而言，在国内主要是应用于新产品（包括产品的更新换代）开发的设计验证和模拟样品的试制上，即完成从产品的概念设计（或改型设计），造型设计，结构设计，基本功能评估，模拟样件试制这段开发过程。
快速成型技术
快速成型技术1、快速成型简介快速成型（RP）技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。
自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。
但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。
形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
2、RP 技术的原理RP 技术是采用离散∕堆积成型的原理, 由CAD 模型直接驱动的通过叠加成型方出所需要零件的计算机三维曲面或实体模型, 根据工艺要求将其按一定厚度进行分层, 把三维电子模型变成二维平面信息(截面信息), 在微机控制下, 数控系统以平面加工的方式有序地连续加工出每个薄层并使它们自动粘接成型, 图1 为RP 技术的基本原理。
图1 RP 技术的基本原理。
RP 技术体系可分解为几个彼此联系的基本环节: 三维CAD 造型、反求工程、数据转换、原型制造、后处理等。
2.1立体光固化成型(SLA)该方法是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种快速成型方法。
SLA 技术原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描, 被扫描区域的树脂薄层( 约十分之几毫米) 产生光聚合反应而固化, 形成零件的一个薄层。
工作台下移一个层厚的距离, 以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂, 进行下一层的扫描加工, 如此反复, 直到整个原型制造完毕。
由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用, 故在工作时只需功率较低的激光源。
此外,因为没有热扩散, 加上链式反应能够很好地控制, 能保证聚合反应不发生在激光点之外, 因而加工精度高, 表面质量好, 原材料的利用率接近100%, 能制造形状复杂、精细的零件, 效率高。
激光快速成型技术
在可持续发展理念的推动下，激光快速成型技术 将更加注重环保和资源循环利用，降低能耗和减 少废弃物排放。
创新与发展
未来，激光快速成型技术将继续创新和发展，与 其他先进制造技术相结合，推动制造业的转型升 级和高质量发展。
05
激光快速成型技术的实 际应用案例
产品原型制作
快速原型制作
01
通过激光快速成型技术，可以在短时间内制作出产品原型，缩
快速性
与传统加工方法相比，激光快速 成型技术能够大大缩短制造周期， 提高生产效率。
灵活性
激光快速成型技术能够制造出各 种形状和结构的零件，适用于复 杂零件的制造。
定义
激光快速成型技术是一种基于数 字模型文件和激光束的高效、高 精度制造技术，能够快速制造出 复杂的三维实体。
材料广泛性
激光快速成型技术可以应用于各 种材料，包括塑料、金属、陶瓷 等。
短了产品开发周期，降低了开发成本。
优化设计流程
02
通过制作原型，设计师可以在早期阶段发现设计中的问题并进
行改进，提高了设计效率。
降低生产风险
03
在产品正式生产前制作原型，可以减少因设计错误导致的生产
风险和成本损失。
定制化产品生产
01
02
03
个性化定制
激光快速成型技术可以根 据客户需求定制个性化产 品，满足消费者对个性化 的需求。
小批量生产
对于一些小批量、高附加 值的产品，激光快速成型 技术可以快速实现生产， 降低生产成本。
定制化服务
在服务行业，激光快速成 型技术可以用于定制化服 务，例如为客户定制饰品、 模型等。
生物医学领域应用
生物材料研究
激光快速成型技术可用于生物材料的 研究，例如用于制作生物组织的模型， 以便更好地了解其结构和功能。
快速成型技术及应用讲解
第一章 快速成型原理及方法概要
１.２快速成形的主要工艺方法 1.2.6固基光敏液相法（Solid ground curling--SGC）
固基光敏液相法的工艺原理如图1-8所示。一层的成型过程由五步来 完成：添料；掩膜紫外光曝光；清除未固化的多余液体料；向空隙处填 充蜡料和磨平。掩膜的制造采用了离于成像技术，因此同一底片可以重 复使用。由于过程复杂，SGC成形机是所有成形机中最庞大的一种。
第一章 快速成型原理及方法概要
1.1成型方式分类
(3)受迫成形（Stacking Forming）受迫成型是利 用材料的可成形性（如塑性等）在特定外围约束（边 界约束或外力约束）下成形的方法．传统的锻压，铸 造和粉末冶金等均属于受迫成形．
(4)生长成形(Growth Forming)生长成形是利用材 料的活性进行成形的方法，自然界中生物个体发育均 属于生长成形，“克隆”技术是产生在人为系统中的 生长成形方式．随着活性材料，仿生学，生物化学， 生命科学的发展，这种成形方式将会得到很大发展．
第一章 快速成型原理及方法概要
1.3 RPT的现状和发展方向
2.国内RPT的现状 国内RPT的研究从20世纪90年代初开始，起步较早
，发展很快，具有代表性的有： 清华大学，主要从事基于LOM和FDM工艺的设备、工
艺和材料的研究，已经产业化。 华中理工大学，主要从事基于LOM工艺的设备、工
艺和材料的研究，进来也开展了对SLS的研究，已经产 业化。
和材料各方面都存在很大的发展空间。上述介绍的各种 RP工艺方法各具优缺点，加工对象和应用方向也各有侧 重，使用的材料也不同。因此如何扬长避短，进一步完 善和改进各种RP工艺，提高加工效率和质量，降低设备 制造成本和运行成本，研究开发更多适用材料，降低材 料成本，这是RPT到了产业化阶段参与激烈的市场竞争 必须要面临的问题。
快速成型技术及应用
第一章 快速成型原理及方法概要
1.3 RPT的现状和发展方向
取得重大成果。如美国DTM公司利用SLS工艺成形金属 件。一般可通过两种途径：一是使用高功率二氧化碳激 光直接烧结金属粉，逐层堆积成致密度高的结构件；二 是使用中低功率二氧化碳激光烧结覆膜金属粉成形，然 后通过高温烧结和渗金属处理获得致密度高的结构件。 国内如中北大学已利用SLS工艺间接成形小型结构件并 获得阶段成果。西工大在高功率激光直接烧结金属粉的 研究已取得重大进展。 加强RPT的应用研究，最大程度地拓宽其应用领域 。我国更应重视将RPT与反求工程相结合设计开发新产 品，符合中国国情。
第一章 快速成型原理及方法概要
1.1成型方式分类
根据现代成形学的观点,从物质的组织方式分为以 下四类: (1)去除成形(Dislodge Forming).去除成型是利 用分离的方法,把一部分材料有序地从基体上分离出去 而成型的方法. (2)堆积成形(Stacking Forming)．堆积成型是运 用合并与连接的方法，把材料（气．液．固相）有序 地合并堆积起来的成型方法．RP即属于堆积成型．堆 积成型是在计算机控制下完成的，其最大特点是不受 成型零件复杂程度的限制．从广义上讲，焊接也属堆 积成型范畴．
第一章 快速成型原理及方法概要
１.２快速成形的主要工艺方法
1.2.2分层实体制造(Laminated Object Manufacturing--LOM)
也称薄形材料选择性切割．它根据三维模型每一个截面的轮廓线．在计算 机的控制下，用CO2激光束对薄形材料(如底面涂胶的纸)进行切割，逐步 得到各层截面，并黏结在一起，形成三维产品，如图所示．这种方法适合 成形大．中型零件，翘曲变形小，成形时间较短，但尺寸精度不高，材料 浪费大，且清除废料困难．
快速成型
激光增材制造技术(激光 3D 打印技术)是一种低能耗、短流程、高柔性、成形与组织性能控制一体化的先进制造技术，其基本的原理是基于激光熔覆的多层叠加技术，可以直接、快速制备具有复杂结构的实体零件。
光纤激光波长短(λ =1.06um~1.07um)、光束质量好、柔性高、运行成本低，在激光增材制造领域有着显著的优势。
激光增材制造技术基本原理是利用计算机设计软件设计出零件三维模型，然后对模型进行一定分层切片处理，将三维模型离散化为一系列二维层面，然后利用激光逐层扫描、叠加成形的方式添加粉末材料将计算机模型直接转换实体零件。
选择性激光熔化(SLM)技术是上个世纪 90 年代出现的一种新型快速成型(Rapid Prototyping)技术。
它结合了 CAD/CAM、数控、光学及材料科学等技术，以各种纯金属或合金粉末材料作为加工原料，采用中小功率激光器快速、完全熔化选择性金属粉末后，结合快速冷却凝固技术，可以获得非平衡态过饱和固溶体及均匀细小的金相组织，其成型零件致密度近乎 100％，机械性能与锻造零件相当。
并且，SLM 技术具有工艺简单、成型材料范围广泛(单一金属粉末、复合粉末、高熔点难熔合金粉末等)、可以制作出传统工艺方法难以制造的复杂金属零件等特点，因此日益受到国内外专家广泛重视，已成为目前所有快速成型技术中最具发展前景的技术。
快速成型(Rapid Prototyping，RP)技术是 20 世纪 80 年代出现的一种新型制造技术，它以离散化的思想，先将模型划分成一系列具有一定厚度的薄片，再利用二维制造工艺依次制作这些薄片并逐层叠加起来成为最终的三维实体零件。
这种变传统的立体加工为平面加工的新思想，被公认为制造领域的一次重大突破。
由于 RP 技术采用了全新的“增长”加工法，彻底摆脱了传统“去除”加工法的限制，因此它可以在不借助工、模具的情况下，只需传统加工方法 10%~30%的工时和 20%~35%的成本就能直接制造出产品模型或样品。
快速成型技术
2）三维模型的近似处理。 由于产品往往有一些不规则的自由曲面，加工前要对模型进行近似处理， 以方便后续的数据处理工作。由于STL格式文件格式简单、实用，目前 已经成为快速成型领域的准标准接口文件。它是用一系列的小三角形平 面来逼近原来的模型，每个小三角形用3个顶点坐标和一个法向量来描 述，三角形的大小可以根据精度要求进行选择。STL文件有二进制码和 ASCll码两种输出形式，二进制码输出形式所占的空间比ASCII码输出 形式的文件所占用的空间小得多，但ASCII码输出形式可以阅读和检查。 典型的CAD软件都带有转换和输出STL格式文件的功能。
2）快速性。通过对一个CAD模型的修改或重组就可获 得一个新零件的设计和加工信息。从几个小时到几十个 小时就可制造出零件，具有快速制造的突出特点。
3）高度柔性。无需任何专用夹具或工具即可完成复杂的 制造过程，快速制造工模具、原型或零件。
4）快速成型技术实现了机械工程学科多年来追求的两 大先进目标．即材料的提取（气、液固相）过程与制造 过程一体化和设计（CAD）与制造（CAM）一体化。
型头（激光头或喷头）按各截面轮廓信息做扫描运动，在工 作台上一层一层地堆积材料，然后将各层相粘结，最终得到 原型产品。
5）成型零件的后处理 从成型系统里取出成型件，进行打磨、抛光、涂挂，或放在 高温炉中进行后烧结，进一步提高其强度。
3、特点
1）可以制造任意复杂的三维几何实体。由于采用离散／堆 积成型的原理．它将一个十分复杂的三维制造过程简化为二 维过程的叠加，可实现对任意复杂形状零件的加工。越是复 杂的零件越能显示出RP技术的优越性此外，RP技术特别适 合于复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造 的零件。
3）三维模型的切片处理。 根据被加工模型的特征选择合适的加工方向，在成型高度 方向上用一系列一定间隔的平面切割近似后的模型，以便 提取截面的轮廓信息。间隔一般取0.05mm~0.5mm，常 用0.1mm。间隔越小，成型精度越高，但成型时间也越长， 效率就越低，反之则精度低，但效率高。
激光变长线快速成型机控制系统
１ 激 光 变 长 线 快 速 成 型 系统 的 工 作 原 理 和 特 点
激 光 快 速成 型技 术 ¨是 ２ ０世 纪 ８ 代 发展 起 来 的一 种 采用 叠 层 制造 原理 快 速 制造 ０年
产品原形的先进制造技术 ， 其基本工艺过程 为： 首先在计算机上利用 Ｃ Ｄ造 型软件对产 Ａ 品 的三 维 模 型进 行设 计 ， 后 对所 设 计 的三 维 模 型进 行分 层 处 理 ， 然 获得 其 在不 同高 度截 面
收 稿 日期 ：０ －７３ 修 订 日期 ：０２ ２１ ２０１ －０； ０ ２ ０ － —５ ０
作者简介 ： 鸿 （ ９ ２一） 男 ， 陈 １６ ， 副教授
维普资讯
Ｎ ． ｏ１
陈 鸿等 ： 激光变 长线 快速成 型机控制系统
８ ３
激 光扫 描线 的长 度 ， 层 面 图形对 工作 平 台上 的粉 末 材料 进 行扫 描烧 结 ． 以往 的点 扫描 按 与 快速 成 型 系统 相 比 ， 对 三 维 图形 进 行 分 层 处 理 后 ， 需 在 还 要对 各 层平 面 图 形 进 行 分 区处 理 ， 即将 各 层 平 面 图 形
中利 用 一 组 光学 变 焦 ， 激 光 器 输 出 的具 有 一 定 能 将
图 ２ 变长线扫描示 意图
Ｆ ｇ ２ Ｌ ｎ ｔ — ｌ ｒ ｂ ｅ ｓ ｌ ｃｉｅ ｌ ｅ ｉ ． ￣ ｇｈ ａｔ ａ ｌ ｅ ｅ ｔ ａ ｒ ｅ ｖ ｓ ｓｎ ｅ ｉ ｇ ｓ ｈ ｍａｉ ｉ ｇ ａ ｉ ｔｒｎ ｃ ｅ ｔ ｄ ａ ｒ ｍ ｃ
量 的激 光点 展 为 一 条 宽 度 很 窄 （ 于 ０ ３ ｍ） 长 小 ．ｒ 且 ａ
度可 控 的 激 光 线 段 ， 加 工 过 程 中 ， 描 头 在 — 在 扫 ｌ ，
sla快速成型机的组成和操作流程
sla快速成型机的组成和操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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激光快速成型技术原理
激光快速成型技术原理1. 引言激光快速成型技术（Laser Rapid Prototyping，简称Laser RP）是一种通过激光熔化或固化材料来逐层构建三维实体的制造技术。
它可以直接从计算机辅助设计（CAD）模型中生成物理模型，无需任何模具或切削工具。
激光快速成型技术的出现，极大地改变了传统制造业的生产方式，为产品研发与制造提供了一种快速、高效、灵活的解决方案。
本文将详细解释激光快速成型技术的基本原理，包括激光熔化成型（Selective Laser Melting，简称SLM）和激光固化成型（Stereolithography，简称SLA）两种常见的激光快速成型技术原理。
2. 激光熔化成型（SLM）原理激光熔化成型是一种通过激光熔化金属粉末来逐层构建金属实体的技术。
其基本原理如下：2.1 扫描路径规划在激光熔化成型过程中，首先需要根据CAD模型生成切片数据，然后使用计算机算法进行扫描路径规划。
扫描路径规划决定了激光在每一层的照射顺序，以及每个点的激光功率和照射时间。
2.2 激光照射在激光熔化成型过程中，使用高能量密度的激光束照射金属粉末，使其迅速熔化。
激光束的功率和照射时间会根据扫描路径规划的要求进行调整，以确保金属粉末被完全熔化。
2.3 层间粘结在每一层金属粉末被熔化后，需要等待熔融池冷却并凝固，形成一层固态金属。
然后，在下一层金属粉末上重复上述过程，直到构建出完整的三维实体。
每一层之间通过熔融池的凝固来实现粘结，确保构建出的实体具有足够的强度。
2.4 支撑结构在激光熔化成型过程中，由于构建过程是逐层进行的，上层的熔化金属会渗入到下层的固态金属中。
为了避免上层结构的变形和下层结构的破坏，通常需要添加支撑结构。
支撑结构可以提供支撑力和热传导，以保持构建过程的稳定性和精度。
2.5 后处理完成激光熔化成型后，需要进行后处理。
后处理包括去除支撑结构、表面处理、热处理等。
去除支撑结构通常需要机械或化学方法，以保持构建物表面的平整度和光洁度。
快速成型技术实验报告
（3）烧结层厚的影响
烧结层厚对制件的精度和表面光度影响很大， 烧结层厚对制件的精度和表面光度影响很大，一 般认为，层厚越小，精度越高、 般认为，层厚越小，精度越高、零件的表面光洁度 越高，这在烧结斜面、 越高，这在烧结斜面、曲面等形状的零件时最为明 但当切片层厚太薄时， 显。但当切片层厚太薄时，层片之间很容易产生翘 曲变形，并且切片层厚越薄， 曲变形，并且切片层厚越薄，制件的烧结时间越长
五、实验结果 分析影响成型加工的因素有哪些？ 最佳工艺参数？ 成形件表面是否光滑？ 成形件的台阶效应是否明显？
(1)实验原理：采用选择性激光烧结(SLS)原理。 实验原理：采用选择性激光烧结 原理。 实验原理 原理 (2)实验步骤：先在工作台上铺一层原型烧结粉，激光束在计 实验步骤： 实验步骤 先在工作台上铺一层原型烧结粉， 算机的控制下有选择的进行烧结， 算机的控制下有选择的进行烧结，该材料能吸收激光能量 并熔化，然后在随后的冷却过程中固化， 并熔化，然后在随后的冷却过程中固化，从而完成层的烧 这样层层叠加，形成一个三维实体， 结，这样层层叠加，形成一个三维实体，烧结完成后去除 多余的粉末，便得到我们所需要的原型件。 多余的粉末，便得到我们所需要的原型件。 (3)实验设备：HLP-350I成型机。 实验设备： 成型机。 实验设备 成型机 (4)实验方法 对原型烧结粉采用不同工艺参数进行SLS成型 (4)实验方法：对原型烧结粉采用不同工艺参数进行SLS成型， 实验方法： 成型， 以烧结密度为主要性能指标，得出一组最佳SLS成型工艺 以烧结密度为主要性能指标，得出一组最佳 成型工艺 参数。 参数。
激光快速成型技术原理
激光快速成型技术原理激光快速成型技术（Laser Rapid Prototyping，LRP）是一种以激光为能源源，通过逐层熔化或固化材料，实现三维实物快速制造的先进制造技术。
它是在计算机辅助设计（CAD）的基础上，利用计算机数控技术、激光技术和材料科学等多学科的综合应用。
激光快速成型技术的原理主要包括建模、切片、成型三个步骤。
首先是建模。
在激光快速成型技术中，首先需要进行三维模型的建立。
通常使用计算机辅助设计软件进行建模，将设计好的三维模型输入到激光快速成型设备中。
建模过程需要考虑到设计的形状、尺寸、结构等因素，以及材料的特性和制造工艺的要求。
接下来是切片。
在建模完成后，需要将三维模型切片成多个薄层。
切片过程是将三维模型分解为一系列的二维层，每一层都是一个横截面的投影。
切片的精度和层数的选择会直接影响到最终成型件的质量和精度。
最后是成型。
成型过程中，通过控制激光束的扫描轨迹和功率密度，将激光束照射到材料表面，使其局部熔化或固化。
当一层材料完成后，工作台会相应下降一层，然后再次进行激光照射，逐层累积，最终完成整个成型过程。
激光快速成型技术可以使用多种材料，如金属、塑料、陶瓷等，可以制造出具有复杂形状和内部结构的实物。
激光快速成型技术基于激光熔化或固化材料的原理，具有以下优点：激光快速成型技术具有高度的制造自由度。
通过激光束的精确控制，可以实现各种复杂形状的制造，包括内部空腔、薄壁结构等。
这种自由度对于一些特殊形状的零件制造非常有优势。
激光快速成型技术具有高精度和高质量。
激光束的直径非常小，可以实现微米级别的精度。
而且激光束的能量密度非常高，可以使材料迅速熔化或固化，从而得到高质量的成型件。
激光快速成型技术具有快速制造速度。
相比传统的制造方法，激光快速成型技术可以大大缩短制造周期，提高生产效率。
这对于一些小批量、个性化的生产要求非常适用。
激光快速成型技术还具有材料利用率高、减少了加工工序、降低了生产成本等优点。
[说明]快速成型操作步骤
![[说明]快速成型操作步骤](https://img.taocdn.com/s3/m/91bece300622192e453610661ed9ad51f01d5491.png)
Dimension sst 1200es 快速成型操作步骤一.开机前准备工作1、检查所有开关都在关闭状态2、连接好电源二.打开快速成型机1、打开快速成型机后面开关2、打开快速成型机前面开关三.运行软件1、打开计算机2、运行CatalystEX 软件1、文件 STL ，选择所需文件。
说明：在打开STL 时有时会遇到STL 太大或者太小问题，一般太大时可以将单位改为毫米，太小时将单位改为英寸，也可以根据提示作出相应的选择，还可以通过修改比例来改变大小，最终使其能够在打印机里正常打印即可。
（例如下图就是STL 太小问题）2、常规说明：（1）、层厚：共有0.2540、0.3302两个参数，不同的参数代不同丝的直径，一般使用0.2540这个参数；（2）、模型内部：共有实心、疏松-高密度、疏松-低密度三个参数，不同的参数打印的实体强度也不同，一般使用实体、疏松-高密度这两参数； （3）、支撑填充：共有最小化、基础、半实心、环绕四个参数，不同的参数支撑的效果不同，需根据实体的需要选择对应参数； （4）、份数：默认为1份，可根据需要进行修改，也可以在后面模型包里添加，建议不作修改； （5）、STL 单位:共有英寸、毫米两个参数，一般模型添加进来后不需要修改；（6）、STL 比例：默认为1.000，可以根据自己需要进行修改，一般不需改动。
3、方向说明：（1）、点击“自动定向”模型可以自动选择方向；（2）、“定向选择平面”主要用于复杂模型的定向，或者某些有特殊特征要求的模型定向，这时可以根据需要选择相应的底、或者顶（前）；4、处理STL说明： （1）、处理STL 时若发现错误可以及时按下 “取消”按钮取消操作； （2）、在完成STL 处理后我们可以在“层视图”里点击不同的按钮观察打印的过程；（3）、在层开始暂停；（4）、右图为处理STL 后的图片；（5）、处理STL 后的文件为CMB 文件。
5、添加到模型包 说明： （1）、在处理STL 后才可以进行添加到模型包操作；（2）、处理STL 、添加到模型包都是在方向下拉菜单里；（3）、添加到模型包后不可以急着打印，一定要在模型包里检查是否在合适的位置。
快速成型实训实验报告
一、实验背景随着科技的发展，快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）作为一种新型的制造技术，在工业设计、航空航天、医疗等领域得到了广泛应用。
为了使学生们深入了解快速成型技术，提高动手能力，本次实验选取了快速成型技术作为实训内容。
二、实验目的1. 了解快速成型技术的原理、工艺流程及设备特点；2. 掌握快速成型技术的操作方法，提高动手能力；3. 培养学生的创新思维和团队协作能力；4. 为今后从事相关领域的工作打下基础。
三、实验内容1. 快速成型技术原理及设备介绍快速成型技术是一种以数字模型为基础，快速制造出实物原型或零件的技术。
其原理是将CAD模型通过切片处理，生成一系列的截面轮廓，再通过堆积的方式，将材料逐层成型，最终形成三维实体。
快速成型设备主要包括：激光快速成型机、立体光固化机、熔融沉积成型机等。
本次实验以熔融沉积成型机（Fused Deposition Modeling，简称FDM）为例进行实训。
2. 实验步骤（1）准备实验材料：FDM设备、PLA材料、计算机、CAD软件等。
（2）设计模型：使用CAD软件设计所需的三维模型，并进行切片处理。
（3）导入模型：将切片后的模型导入FDM设备。
（4）成型过程：启动FDM设备，设备将PLA材料加热至熔融状态，然后按照模型轮廓逐层堆积成型。
（5）后处理：成型完成后，对模型进行脱模、清理等后处理。
3. 实验结果与分析本次实验成功制作出所需的三维模型，实验结果如下：（1）模型外观与设计相符，尺寸精度较高。
（2）成型过程中，设备运行稳定，操作简便。
（3）PLA材料具有良好的成型性能，成型后表面光滑。
（4）实验过程中，团队成员分工明确，协作良好。
四、实验总结1. 通过本次实验，使学生掌握了快速成型技术的原理、工艺流程及设备特点。
2. 学生们的动手能力得到了提高，为今后从事相关领域的工作打下了基础。
3. 培养了学生的创新思维和团队协作能力。
4. 在实验过程中，发现了一些问题，如模型精度有待提高、设备操作需加强等。
快速成型工艺的基本流程
快速成型工艺的基本流程快速成型工艺的基本流程快速成型（Rapid Prototyping，RP）是指通过计算机辅助设计、制造和快速成型技术，将CAD模型直接转换为实体模型的一种技术。
它是一种快速、准确、灵活的制造方法，能够大大缩短产品从设计到生产的周期。
下面将详细介绍快速成型工艺的基本流程。
一、CAD建模CAD（Computer Aided Design）是计算机辅助设计技术的简称，是利用计算机进行产品设计和制图的过程。
在进行快速成型之前，需要先进行CAD建模，即利用CAD软件进行产品三维建模。
通过CAD建模可以精确地描述产品的形状、尺寸和结构等信息，并可以对其进行修改和优化。
二、STL文件生成STL（Standard Triangulation Language）文件是三角形数据格式文件，由三角形组成一个个小面片来表示物体表面。
在CAD建模完成后，需要将其转换为STL格式的文件。
这个过程通常由专门的软件完成，如3D MAX等软件。
三、SLA光固化SLA（Stereolithography Apparatus）光固化是一种利用紫外线激光束逐层扫描液态光敏树脂，使其固化成固态模型的快速成型技术。
在进行SLA光固化之前，需要先将STL文件导入到SLA机器中，并设置好加工参数。
SLA机器会根据STL文件逐层扫描光敏树脂，使其逐渐固化成实体模型。
四、SLS激光烧结SLS（Selective Laser Sintering）激光烧结是一种利用激光束逐层扫描粉末材料，使其熔融并凝固成实体模型的快速成型技术。
在进行SLS激光烧结之前，需要先将STL文件导入到SLS机器中，并设置好加工参数。
SLS机器会根据STL文件逐层扫描粉末材料，使其逐渐熔融并凝固成实体模型。
五、FDM熔丝沉积FDM（Fused Deposition Modeling）熔丝沉积是一种利用塑料丝材料经过加热后从喷头中挤出，并在平台上依次堆叠形成实体模型的快速成型技术。
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第3章激光快速成型机软件的操作3.1概述快速成型制作流程如图3-1所示，在利用快速成型机制做原型以前，必须先将用户所需的零件设计出CAD 模型，再将CAD 模型转换成快速成型机能够使用的数据格式，最终通过控制软件控制设备的加工运行。
设计可以利用现在广泛应用在设计领域的三维CAD 设计软件，如Pro/E 、UG 、CATIA 、SolidWorks 、SolidEdge 、Inventor 、CAXA 、AutoCAD 等生成，在此不再叙述。
如果已有设计好的油泥模型或有零件需要仿制，可以通过反求工程扫描完成CAD 模型（见反求章节）。
图3-1快速成型的制作流程图快速成型机可直接根据用户提供的STL 文件进行制造。
用户可使用能输出STL 文件的CAD 设计系统（如Pro/E 、UG 、CATIA 、SolidWorks 、Ideas 等）进行CAD 三维实体造型，其输出的STL 面片文件可作为快速成型机软件的输入文件。
从上面流程图可见，数据处理软件接受STL 文件后，进行零件制作大小、方向的确定，对STL 文件分层、支撑设计、生成SPS 系列激光快速成型机的加工数据文件，激光快速成型机控制软件根据此文件进行加工制作。
本章主要讲从以有三维CAD 开始介绍如何将其转换为快速成型机能够使用的数据格式并详细的说明激光快速成型机的控制软件的造作。
介绍RPdata10.0数据处理软件、由数据处理软件实现用户设计目标CAD 三维实体造导出STL 格式数据加载STL 格式数据确定造型方向或制作布局自动生成支撑自动分层处理SLC/HDI 格式数据输出选择成型机型号对应成型机数据加载、制作RP 原型RPbuild 控制软件，前者主要是提供数据的分层、支撑的设计，后者主要是控制激光成型机的制作工艺。
3.2RPdata10.0软件的介绍3.2.1版本及运行环境RPdata10.0数据处理软件，是在基于Windows 环境的RPdata5.0版本的基础上，切实考虑快速成型技术的实际需要，经过大量的程序改进、优化制作的32位Windows 软件，并且增加了多模型制作模块。
采用了面向对象的程序设计方法及基于OpenGL 的图形处理功能，功能强大、界面友好。
数据处理软件的运行环境要求：（1）推荐配制2.2GHz 以上处理器、2GB 以上内存、250GB 以上硬盘空间、1024×768以上分辨率显示器、Geforce 8600GT 以上显示卡（2）操作系统Microsoft Windows XP Professional 。
3.2.2软件安装1．加密狗的安装（1）RPData10.5软件运行需要加密狗的认证，所以必须在电脑上先安装加密狗文件。
打开安装包双击运行LicHost·exe 文件，如果是windows7以上系统必须使用管理员身份运行文件,图3-2给出了具体操作方法。
（2）运行加密狗安装文件后会弹出图3-3所示的对话框，此时将HASP（加密狗）插入电脑USB 接口，鼠标单击安装驱动按钮，驱动开始安装。
图3-2加密狗安装文件图3-3加密狗安装（3）安装完成之后系统会提示如图3-4的对话框，在对话框内我们可以看到在识别代码那一栏内有一串数字，这些数字就是加密狗的识别代码。
将识别代码通知软件管理员后，管理员会更具代码发放相应的许可文件。
2．RPData 的安装（1）选择SETUP.exe 程序，双击运行。
如果是windows7系统，点击鼠标右键选择以管理员身份运行，如图3-5所示。
（2）运行安装文件后弹出3-6所示的欢迎使用对话框，单击下一步。
在安装时最好将杀毒软件暂时关闭，因为杀毒软件可能会在后台终止某些命令。
图3-4加密狗识别代码图3-5选择安装文件图3-6安装向导（3）出现如图3-7所示的客户信息对话框，可以根据客户的需要输入姓名和单位，方便管理软件。
也可不做任何处理，单击下一步。
图3-7客户信息（4）接着会弹出使用许可证文件对话框如图3-8所示，文件路径是指管理员发放的许可证文件（名为license的文件）的位置，这个文件客户可以放在任一盘符下，但是对话框中的文件路径必须和该文件所在位置一直，否则无法正常安装。
另外，许可证文件包含客户的授权信息，客户最好将其保留备份。
文件路劲输入后单击下一步，弹出如图3-9所示的菜单。
图3-8使用许可证文件（5）这里主要是选择程序安装位置，可由客户自行定义。
输入完成之后单击下一步，出现图3-10的确认安装对话框。
安装位置选择图3-9（6）在图3-10中单击下一步，程序开始安装。
进度条显示程序安装过程，直到程序安装文成后弹出安装完成对话框。
（7）安装完成对话框如图3-11所示。
单击菜单中的关闭，到这里程序就全部安装完成。
（8）安装完成之后可以在桌面找到RPData 快捷方式，双击运行后弹出如图3-12的对话框。
这个主要是用于配置程序，在图中选择不关闭应用程序（可能需要重新引导）选项，并单击确定。
图3-12配置程序对话框图3-11安装完成对话框（9）图3-13显示的是配置完成视图，选择重新启动电脑。
注意：license 文件有一定的使用时间限制，当时间快到时，提前联系程序管理员进行延期，以免耽误您的使用。
3.2.3软件概貌及构成RPdata10.5数据处理软件界面如图3-14所示。
界面主要包括：文件工具栏、视图操作/显示选项工具栏、数据处理及参数设定栏、模型支撑分层列表窗口、状态栏、图形编辑工具栏、图形显示操作工具栏。
从程序的使用功能上主要分为一下3个模块：1．模型模块：主要包括模型的修复、排版、定向、旋转、复制等。
2．支撑模块：主要包括添加支撑、修改支撑、布尔运算等。
3．分层模块：主要包括模型切层、轮廓修复、制作预览等。
图3-14RPdata10.0数据处理软件界面图3-13配置完成软件操作流程如图3-15所示：图3-15软件操作流程图3.3数据处理3.3.1成型设备选择及模型加载在成型设备上进行模型制作之前，根据快速成型工艺要求，需要对STL格式的数据文件进行模型布局、支撑生成和模型分层等处理，处理前需要进行不同的参数条件设定。
RPData10.0软件系统为便于用户进行条件设定和管理，进行了有效的封装。
在数据处理前，只需选择相应的设备类型即可，操作简单、直观。
具体操作如下：1．单击虚拟设备组合框旁的下拉菜单，出现当前系统中的设备列表，如图3-16所示，选择相应设备即可。
2．单击打开STL 文件按钮或点击【文件】菜单下的【打开…】选项，出现如图3-17所示的加载模型对话框。
3．选择要进行处理的STL 格式的数据文件，单击加载按钮或者直接双击需要加载的文件，STL 数据开始进行转换，转换结束后加载模型对话框自动关闭。
按照上述步骤可继续加载其他的STL 数据，也可在加载模型对话框中选择STL 文件时按下键盘Ctrl 键选择多个文件一次加入。
加载时可以勾选预览，方便浏览STL 文件。
3.3.2模型缺陷修补因为CAD 设计人员的操作不当和数据转换为STL 格式过程中的数据丢失等原因，导致三角面片数据有可能存在各种缺陷，这时可以采用三维模型修补工具对其进行修复，也可以根据情况，先进行分层处理，然后对二维分层数据进行编辑、修改。
STL 文件错误主要包括表面法向矢量朝向不一致、表面面片不连续和表面空洞（三角片缺损）等缺陷，可首先在主窗口中按下显示坏边按钮和显示内表面按钮来检查数据是否存在缺陷。
若存在缺陷，可在数据处理及参数设定栏中点击模型修补按钮，在弹出的提示对话框中点击“是”即可启动修复工具进行操作。
常见缺陷及处理方法如下。
1．表面法向朝向不一致的修复图3-16虚拟设备选择图3-17加载模型对话框(a )(b )(c )图3-18表面法向不一致修复过程如图3-18(a )图，存在表面法向不一致，可以点击自动反转面片处理按钮进行自动修复，也可以应用三角面片选择工具选择法向错误的表面，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择反转（I ）选项，即可手工倒转法向矢量，如图3-19所示。
修正后的结果如图3-18(c )图所示。
2．表面面片不连续的修复如图3-20(a )图加载STL 文件后，点击显示坏边按钮，可能会出现图3-20(b )图所示的红色线条，这就表示相邻三角片之间存在缝隙或不连续，由此可导致自动支撑生成时支撑区域过多或者分层数据错误。
这时按下自动缝补处理按钮，出现如图3-21的缝补对话框。
输入误差和次数，单击缝补按钮进行修复。
修复后的状态如上图3-22所示。
注意：可以输入较大的误差值继续进行修复，直至没有坏边为止。
但是，这样会导致数据变形。
分层处理能够对微小三角片错误自动处理，若仍存在错误，可以对二维分层数据进行编辑。
3．表面空洞（三角片缺损）加载STL 模型后，按下显示内表面数据按钮，可以显示模型内表面（外表面显示黄色，内表面显示红色），有可能发现如图3-23所示的表面缺失情况。
出现这种情况，可以单击边界孔按钮，在缺损面外边缘单击左键，缺损部分会被选中，如图3-23所示，单击鼠标右键出现图3-24所示的快捷菜单，选择填充选项，被选中的缺损孔会填充起来。
也可在(a )(b )图3-20表面面片不连续修复过程(a )(b )图3-22缝补好的模型图3-19右键快捷菜单图3-21缝补参数设置工具菜单中选择自动填充孔选项来自动填充较小的孔。
如果出现了非边界孔或者缺失部分有曲率变化，可按以下步骤进行填充操作：（1）按下选择边界孔按钮，在视图窗口中选择缺损面边界，如图3-25所示。
如果出现图中所示存在非边界孔形状，按下鼠标右键，在弹出的如图3-26所示快捷菜单中选择缝补――0.1mm 命令，进行缝补即可将非边界孔缝补好。
（2）重新选择边界孔，如上图3-23所示。
按下鼠标右键，弹出菜单，选择填充命令，添加缺损三角片，处理好后结果如图3-27所示。
（3）如果缺损部分出现在表面曲率变化较大的地方，可点击生成三角面按钮在曲率变化的地方人为生成一些三角面，如图3-28所示，以减少直接修补带来的较大失真。
然后再按照上面的步骤逐个修补。
3.3.3造型方向或平台布局的确定方法1．造型方向的确定在进行快速成型时，我们总是希望模型较大的平面作为底面来逐层累加，或者是为了得到更好的曲面制作效果，都需要改变模型的默认方位。
这时需要按下按钮选择三角面片使其法向垂直向下，在视图窗口中模型的较大的平面上单击鼠标左键，选择三角片，如下图3-29所示，然后单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择应用命令，执行定位操作，使图3-23缺损部分被选中图3-24快捷菜单图3-25出现非边界孔图3-26缝补快捷菜单图3-27修补好的模型图3-28人工增加过渡三角片选择三角片的法矢指向Z 轴负向，结果如图3-30所示。