快速成形工艺过程及特点.docx

PAGE 1 PAGE 1 快速成形工艺过程及特点  本文介绍了快速成型的基本理论，快速成型工艺过程及特点，以及快速成型的分类和应用领域  1.快速成形的基本理论  快速成型属于离散/积累成型。它从成型原理上提出一个全新的思维模式，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，根据这些轮廓信息自动生成加工路径，由成型头在掌握系统的掌握下，选择性地固化或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维坯件，然后进行坯件的后处理，形成零件。  2.快速成形工艺过程及特点  1)工艺过程  (1)产品三维模型的构建。由于RP系统是由三维CAD模型直接驱动，因此首先要构建所加工工件的三维CAD模型。该三维CAD模型可以利用计算机辅助设计软件（如Pro/E，I-DEAS，SolidWorks，NX等）直接构建，也可以将已有产品的二维图样进行转换而形成三维模型，或对产品实体进行激光扫描、CT断层扫描，得到点云数据，然后利用反求工程的方法来构造三维模型。  (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，以便利后续的数据处理工作。由于STL格式文件格式简洁、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靠近原来的模型，每个小三角形用3个顶点坐标和一个法向量来描述，三角形的大小可以依据精度要求进行选择。STL文件有二进制码和ASCⅡ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。  (3)三维模型的切片处理。依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。  (4)成型加工。依据切片处理的截面轮廓，在计算机掌握下，相应的成型头（激光头或喷头）按各截面轮廓  (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，或放在高温炉中进行后烧结，进一步提高其强度。 成型过程示意图 2)特点：  (1)可以制造任意复杂的三维几何实体。由于采用离散/积累成型的原理，它将一个非常复杂的三维制造过程简化为二维过程的叠加，可实现对任意复杂外形零件的加工。越是复杂的零件越能显示出RP技术的优越性此外，RP技术特殊适合于复杂型腔、复杂型面等传统方法难以制造甚至无法制造的零件。  (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。  (5)与反求工程(ReverseEngineering)、CAD技术、网络技术、虚拟现实等相结合，成为产品决速开发的有力工具。  因此，快速成型技术在制造领域中起着越来越重要的作用，并将对制造业产生重要影响。   本文介绍了快速成型的基本理论，快速成型工艺过程及特点，以及快速成型的分类和应用领域  1.快速成形的基本理论  快速成型属于离散/积累成型。它从成型原理上提出一个全新的思维模式，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，根据这些轮廓信息自动生成加工路径，由成型头在掌握系统的掌握下，选择性地固化或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维坯件，然后进行坯件的后处理，形成零件。  2.快速成形工艺过程及特点  1)工艺过程  (1)产品三维模型的构建。由于RP系统是由三维CAD模型直接驱动，因此首先要构建所加工工件的三维CAD模型。该三维CAD模型可以利用计算机辅助设计软件（如Pro/E，I-DEAS，SolidWorks，NX等）直接构建，也可以将已有产品的二维图样进行转换而形成三维模型，或对产品实体进行激光扫描、CT断层扫描，得到点云数据，然后利用反求工程的方法来构造三维模型。  (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