合肥工业大学快速成型平时习题

1.快速成型工艺过程分为哪三个阶段（P28-P32）

前处理：（1）CAD 三维造型（2）数据转换（3）确定摆放位置（4）施加支撑（5）切片分层；

原型制作；

后处理：主要包括原型的清理、去除支撑、后固化以及必要的打磨等工作。

2.叙述光固化快速成型的原理（P14-P15）

光固化快速成型工艺的液槽中盛满液态光敏树脂，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，使被扫描区域的数值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覆上一层新的液态数值，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，新固话的一层牢固地粘贴在前一层上，如此重复直至整个零件制造完毕，得到一个三维实体原型。

3.光固化快速成型的特点（P16）

（1）光固化成型的优点

1）成型过程自动化程度高。

2）尺寸精度高，可达到±0.1mm

3）优良的表面质量

4）可以制作结构十分复杂， 尺寸叫惊喜的模型

5）可制作具有中空结构的消失型

6）制作原型可在一定程度上替代塑料件

（2）光固化成型的缺点

1）制件较易弯曲

2）性能尚不如常用的工业塑料，一般较脆，易断裂。

3）运转及维护费用高

4）使用的材料种类较少

5）液态树脂有一定的气味和毒性

6）通常需要二次固化

4.光固化成型有几种常见的固化方式（P47-P53）

传统：光固化快速成型工艺，简称SLA

微光固化快速成型制造技术，SL -μ

基于单光子吸收效应的SL -μ技术&&基于双光子吸收效应的SL -μ技术

5.光固化成型的后处理工艺过程（P32）

光固化成型的后厨艺主要包括原型的清理、去除支撑、后固化以及必要的打磨等工作。 以某一SLA 原型为例给出其后处理过程

1）原型叠层制作结束后，工作台升出液面，停留5~10min

2）将原型和工作台网一起斜放晾干，并将其浸入清洗液中。

3）去除支撑结构

4）再次清洗后置于紫外线烘箱中进行整体后固化

6.光固化成型的支撑结构的类型和作用（P29-P30）

施加支撑是光固化快速成型制作前处理阶段的重要工作。在光固化快速成型过程中，由于未被激光束照射的部分材料仍为液态，它不能使制件截面上的挂历轮廓和悬臂轮廓定位，因此对于这样一些结构，必须在制作前对其施加支撑。目前比较先进的支撑类型为点支撑，即在支撑与需要支撑的模型面是点接触。

常用的支撑结构类型和作用：

斜支撑主要用于支撑悬臂结构部分，它在成型过程中为悬臂提供支撑，同时也约束悬臂的翘曲变形；

直支撑主要用于支撑腿部结构；

单腹板、双腹板主要用于大面积的内部支撑；

十字壁板主要用于孤立结构部分的支撑。

7.光固化原型工艺中的收缩变形来自于那几个方面（P32-34）

1）零件成型过程中树脂收缩产生的变形

2）零件后固化时收缩产生的变形

8.影响光固化原型精度的因素有哪些？为提高原型精度，各因素是如何控制的？（P34-P44）

1）几何数据处理造成的误差

2）成型过程中材料的固化收缩引起的翘曲变化

3）数值涂层厚度对精度的影响

4）光学系统对成型精度的影响

5）激光扫描方式对成型精度的影响

6）光斑直径大小对成型精度的影响

7）激光功率、扫描速度、扫描间距产生的误差

9.影响光固化原型制作时间的因素有哪些（P44）

光固化成型零件是由固化层逐层累加形成的，成型所需要的总时间由扫描固化时间及付诸实践组成，可表示为

P N

i ci Nt t t +=∑=1

式中

t ——成型一个零件所需要的总时间；

ci t ——第i 层固化所需要的时间，ci t 与零件的体积V 及制作零件的层数N 有关，可以表示为N kV t ci /=,k 表示扫描单位体积所需要的时间；

P t ——层辅助时间，一般情况下，P t 可以近似认为是常数，付诸实践主要包括工作台的运动时间，每层零件的涂覆时间和层间等待时间；

N ——零件的总层数

成型过程中，每层零件的层辅助时间P t 与固化时间ci t 的比值η反映了成型设备的利用率，可以通过下式表示

kV

N t t t P ci P ==η 可以看出，当实体体积越小，分层数越多时，辅助时间所占的比例就越大，如制作大尺寸的薄壳零件，这时成型设备的利用率很低。因此在这种情况下，减少辅助时间对提高成型效率是非常有利的。

选择性激光烧结工艺参数

1.叙述选择性激光烧结快速成型工艺的基本原理。（P74）

选择性激光烧结加工过程是采用铺粉辊将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉层上扫描，是粉末的温度升至熔点，进行烧结并与下面已成型的部分实现粘接。当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型。在成型过程中，未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂部分起着支撑作用，不必像SLA 工艺那样另行生成支撑工艺结构。SLS 使用的激光器是2CO 激光器，使用的原料由蜡、聚碳酸酯、尼龙、纤细尼龙、纤细尼龙、金属，以及一些发展中的物料。

当实体构建完成且原型部分充分冷却后，粉末块上升至初始的位置，将其取出并放置到后处理工作台上，用刷子刷去表面粉末，露出加工件，其余残留的粉末可以用压缩空气除去。

2..选择性激光烧结工艺的特点有哪些？（P75-P76）

优点：

1）可采用多种材料。能够直接制作金属制品

2）可制造多种原型。

3）高精度。

4）无需支撑结构。

5）材料利用率高。

缺点：

1）表面粗糙。

2）烧结过程挥发异味。

3）有时需要比较复杂的辅助工艺。

3.叙述高分子粉末材料的烧结工艺过程。（P82-P83）

高分子粉末材料激光烧结快速成型制造工艺过程分为前处理、粉层烧结叠加以及后处理三个阶段。

1）前处理 前处理阶段主要完成模型的三围CAD 造型，并经STL 数据转换后输入到