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快速成型技术概述

时间:2023-05-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:快速成型技术是由CAD模型直接驱动,快速制造任意复杂形状的三维物理实体的技术。对完成的原型进行后处理,如深度固化、去除支承、修磨、着色等,使之达到要求。图2-3 快速成型的五个步骤

快速成型技术概述

快速成型技术是由CAD模型直接驱动,快速制造任意复杂形状的三维物理实体的技术。其核心是由CAD模型直接驱动的,其基本过程示意图如图2-2所示。首先由CAD软件设计出所需零件的计算机三维曲面或实体模型,即数字模型或电子模型;然后根据工艺需要,按照一定的规则将该模型离散为一系列有序的单元,通常在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层或切片),把三维电子模型变成一系列的二维层片;再根据每个二维层片的轮廓信息,进行工艺规划,选择合适的加工参数,自动生成数控代码;最后由成型机接受控制指令制造一系列层片并自动将它们连接起来,得到一个三维物理实体。这种将一物理实体复杂的三维加工离散成一系列二维层片的加工,是一种降维制造的思想,大大降低了加工难度,并且成型过程的难度与待成型物理实体的形状和结构的复杂程度无关。

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图2-2 快速成型基本过程示意图

快速成型由以下五个步骤组成(图2-3):

1.CAD模型设计

CAD模型设计主要是解决零件的几何造型,因此需要设计软件具有较强的实体造型或曲面造型功能,并具有与后续的软件相连的数据接口。目前,大多数CAD商业软件均配有STL数据转换接口,如Pro/Engineer、UG、I-DEAS、CAD-KEY、CATIA、Strim100、SolidWorks、AutoCAD2000等。

2.Z向离散化(分层)

这是一个分层过程,它将CAD模型在Z向上分成一系列具有一定厚度的薄层,分层厚度通常在0.05~0.3mm之间。离散化破坏了零件在Z向的连续性,使之在Z向上产生了“台阶”。但从理论上讲,只要将分层厚度定得合理,就可以满足零件的精度要求。

3.层面信息处理(www.xing528.com)

为控制成型机对层面的加工轨迹,必须把层面的几何形状信息转换成控制成型机运动的数控代码。

4.层面加工与粘接

成型机根据控制指令进行二维扫描,同时进行层与层的粘接。

5.层层堆积

当一层制造完毕后,成型机的工作台面下降一个分层厚度的距离,再加工新的一层,如此反复进行直至整个原型加工完成。对完成的原型进行后处理,如深度固化、去除支承、修磨、着色等,使之达到要求。

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图2-3 快速成型的五个步骤

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