模具快速成型制造技术

第8章 模具快速成型制造技术
光固化成型法 第 二 节 快 速 成 型 技 术 工 艺 方 法
图8-7 光固化成型设备工作原理示意图 1-激光源；2-扫描系统；3-刮刀；4-工作台；5-液槽；6-可升降工作台
型的一个薄截面轮廓。
第8章 模具快速成型制造技术
光固化成型法
第
二
节
快
成型开始时，工作平台在液面下一个确定的深
速
度，聚焦后的光斑在液面上按计算机的指令逐
成
点扫描，即逐点固化。下一层以同样的方法制
型
造。当一层扫描完成后，未被照射的地方仍是
技 术 工 艺 方 法
液态树脂。然后升降台带动平台下降一层高度， 已成型的层面上又布满一层树脂，刮刀将黏度 较大的树脂液面刮平，然后再进行下一层的扫 描，新固化的一层牢固地黏在前一层上。 图8-7所示为光固化成型设备工作原理示意图。
快速成型加工的基本过程
第
一
节 快
原型零件快速成型的全过程包括前处理、分
速
层叠加成型和后处理，如图8-2所示。
成
① 前处理。包括原型零件三维模型的构造、
型
三维模型的近似处理、快速成型方向的选择
技
和三维模型的切片处理。
术
② 分层叠加成型。它是快速成型的核心，包
简 介
括模型截面轮廓的制作与截面轮廓的叠合。 ③ 后处理。包括工件的剥离、后固化、修补、
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快速成型系统的数据格式
第
一
节
快
目前，最普遍的方法是采用美国3D
速
System公司开发的STL
成
（Sterolithography）格式文件。STL格式
型 技 术 简 介
文件格式简单、实用，是快速原型系统所应 用的标准接口文件。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 三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。
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快速成型系统的数据格式
第
一
节 快
（1）STL格式文件的规则
速
① 取向规则。
成
② 共顶点规则。
型
③ 取值规则。
技
④ 实体封闭规则。
术
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（2）STL格式文件的错误及其修复
简 介
① 出现错误的裂缝或孔洞。 ② 三角形过多或过少。
③ 微小特征遗漏或出错。
打磨、抛光和表面强化处理等。
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快速成型加工的基本过程 第 一 节 快 速 成 型 技 术 简 介
图8-2 原型零件快速成型的全过程
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型数据模型的转换与处理
第
一 节 快
快速成型数据模型的转换与处理的过程如图 8-3所示。
速
成
型
技
术
简
介
图8-3 从CAD模型到RPM系统的数据转换与处理过程
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型技术简介 快速成型技术工艺方法 快速成型技术的制模方法
第8章 模具快速成型制造技术
快速成型技术的基本原理
第
一
节
快
快速成型制造技术原理如图8-1所示。它采
速
用离散/堆积成型原理，根据三维CAD模型，
成
对不同的工艺要求，按一定厚度进行分层，
型
将三维数字模型变成厚度很薄的二维平面模
三维实体。
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光固化成型法
第
二
节
快
2．光固化成型的原理
速
光固化成型技术不同于传统的材料去除制造方
成
法，它是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作
型
的。该方法的成型原理：SLA将所设计零件的
技 术 工 艺 方 法
三维计算图像数据转换成一系列很薄的模型截 面数据，然后在快速成型机上，用可控制的紫 外线激光束，按计算机切片软件所得到的每层 薄片的二维图形轮廓轨迹，对液态光敏树脂进 行扫描固化，形成连续的固化点，从而构成模
图8-6 快速成型技术在工业领域中的应用
第8章 模具快速成型制造技术
光固化成型法
第
二
节
快
1．光固化成型的概念
速
光固化成型法（Stereo Lithography
成
Appearance，SLA），是目前快速成型技
型
术领域中研究得最多的方法，也是技术上最
技 术 工 艺 方 法
为成熟的方法。它用特定波长与强度的激光 聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由 线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业， 然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度， 再固化另一个层面，这样层层叠加构成一个
成
② 叠层实体制造法（Laminated Object
型
Manufacturing，LOM）；
技
③ 熔融沉积制造法（Fused Deposition
术
Modeling，FDM）；
简 介
④ 选择性激光烧结法（Selective Laser Sintering，SLS）。
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快速成型技术的应用 第 一 节 快 速 成 型 技 术 简 介
快速成型技术的基本原理
第
一
节
快
快速成型技术核心是由三维设计模型直接通
速
过软件驱动快速成型机，基于离散、堆集成
成
型原理，逐步堆积成型材料，层层叠加形成
型
物理模型。它不必采用传统的加工机床和工
技 术 简 介
模具，只需传统加工方法的30%～50%的工 时和20%～35%的成本，就能直接制造产品 或模具。
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技 术 简 介
型，再将数据进行一定的处理，输入加工参 数，产生数控代码，在数控系统控制下以平 面加工方式连续加工出每个薄层，并使之黏 结而成型。
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快速成型技术的基本原理 第 一 节 快 速 成 型 技 术 简 介
图8-1 快速成型制造技术原理
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第8章 模具快速成型制造技术
快速成型技术的特点
第
一
节
快
速
(1) 制造的快速性。
成 型 技 术
(2) 制造技术的高度集成化。 (3) 制造的自由性。 (4) 制造过程的高柔性。
简
介
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快速成型技术的工艺方法
第
一
节 快
① 光固化成型法（Stereo Lithography
速
Appearance，SLA）；
三维实体。
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光固化成型法
第
二
节
快
1．光固化成型的概念
速
光固化成型法（Stereo Lithography
成
Appearance，SLA），是目前快速成型技
型
术领域中研究得最多的方法，也是技术上最
技 术 工 艺 方 法
为成熟的方法。它用特定波长与强度的激光 聚焦到光固化材料表面，使之由点到线，由 线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业， 然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度， 再固化另一个层面，这样层层叠加构成一个