一种新的光固化快速成型工艺的研究

零件的变形是光固化快速成型中经常遇到的问题,它不但影响成型零件的尺寸精度,还会引起结构整体变形、翘曲或层间开裂,更有甚者使得成型过程无法继续进行。此外,变形也是快速成型制造中普遍存在的问题,即使在LOM法中也存在着     

用于高精度小尺寸零件制作的光固化快速成型技术的现状与发展

用于高精度小尺寸零件制作的光固化快速成型技术源于快速原型技术 ,利用光诱导树脂固化 ,实现逐层堆积的原理制作零件原型。本文回顾了近年来该领域中开发出的主要工艺方法、原理及系统构成 ;本文还提出了以变形反射镜器件为核心构建新型动态视图发生器 ,采用整层曝光固化工艺实现原型快速制作的新方法。和其它方法使用的动态视图发生器相比 ,本文提出的新型动态视图发生器具有更高的分辨率和更高的对比度 (可达 10 0 0∶1)。     

经济型光固化快速成型系统——CPS250

快速成型(RP—Rapid Prototyping)技术是80年代后期发展起来的一种新型制造技术,它集CAD/CAM、激光技术、材料科学、计算机和数控技术于一体,被认为是近20年来制造领域的一次重大突破。RP技术以其高度柔性、适宜成型复杂零件的优势正得到越来越广泛的应用。目前商品化的快速成型机价格均很昂贵,致使成型零件的成本比较高。本文提出一种用紫外灯作光源的光纤扫描快速成型方案,它可以有效降低成本,是一种新的三维打印机。     

基于有限元的光固化快速成形中零件变形研究

以光固化快速成形过程中的零件变形为研究对象,详细分析了收缩力产生的根源及其作用原理,根据树脂固化时必然产生的收缩及层累加的特点,提出了收缩力、面分布载荷的概念;根据零件在成形过程中结构变化的特点,提出时变刚度的概念。基于此,建立了零件成形过程中的力学模型,利用有限元法分析了零件变形的趋势,揭示了成形过程中零件变形的本质问题。通过试验研究了零件的变形问题,试验结果证明了理论分析的正确性。由此提出了改进扫描工艺的分区域扫描策略,显著的减小了成形过程中零件的变形,提高了成形零件的精度。     

光固化快速成型技术及其应用

一、快速成型技术简介 随着科学技术的发展和社会需求的多样化,产品的竞争愈来愈激烈,更新的周期也越来越短,因而要求设计者不但能根据市场的要求尽快设计出新产品,而且能在尽可能短的时间内制造出原型,从而进行必要的性能测试,同时在征求用户意见的基础上作出相应的修改,最后形成能投放市场的定型产品。用传统的方法制作原型,成本高、周期长,已不能适应日新月异的市场变化。近年来,出现了一种新的制造技术——快速成型技术(Rapid Prototyping,简称RP),它的出现为此问题的解决找到了答案。     

基于光固化原型的功能零件制造

本文介绍基于光固化原型的功能零件快速制造的几种主要技术途径，包括用光固化原型作样模仿形加工功能零件、用光固化原型作为消失模进行功能零件的精密铸造和用光固化原型作为样模铸造功能零件，并对各种途径的特点、局限性、成本以及适用范围进行分析。     

光固化立体成型技术及其最新发展

论述光固化立体成型的工艺原理,系统组成和影响原型精度的各种因素及其改善途径,介绍了光固化立体成型的发展现状与应用前景。     

光固化快速成型工艺过程分析及应用

光固化快速成型作为先进的制造技术的一部分,具有重要的应用价值。首先介绍了光固化快速成型工艺的基本原理,分析其存在的优点与缺点。论述了光固化快速成型设备的主要组成部分,如光学装置、容器系统、光敏材料、涂敷机构和控制系统等。以一个非标准圆柱齿轮为例,详细论述具体的加工过程并在SCPS350B成型机上加工出实物。探讨光固化成型技术在产品设计、模具制造、精密铸造、生物医学等方面的应用,展望该技术在未来的发展前景。     

光固化快速成形中激光扫描方法的研究

在光固化立体造型技术中，激光的扫描方式及扫描策略对原型的精度影响很大，而原型精度的丧失主要表现在由层间收缩力所引起的翘曲变形。深入研究了激光功率、扫描速度、扫描间距等因素对固化深度，固化线宽的影响，在此基础上实现和改进了二次曝光法并用实验证明了此方法的有效性。     

光固化快速成形中复杂零件型面精度形成机理研究

光固化（ＳＬ）快速原型面型精度（粗糙度、轮廓度等）一直难以提高，分析其形成机理及各种影响因素，结出提高精度的措施，并通过试验进行验证。     

Part Orientation in Stereolithography

Rapid prototyping (RP) machines reduce the lead time and cost of new products by automating the prototype manufacturing phase of the product development process. However, it is necessary for operators to orientate the prototype correctly in the RP machine to obtain the best trade-off between time, cost, and accuracy. The purpose of this work is to produce a decision-support tool to help RP users in this task. The tool is aimed at stereolithography which is the most widely adopted RP technology. The tool is a feature-based system produced using an object-orientated programming language and a solid modelling CAD environment. Cost, time, problematic features, optimally orientated features, overhanging area, and support volume are considered when recommending a build direction to the user. Three sample parts were used to illustrate the performance of the system. The system yielded the best surface finish and correctly highlighted several problem features.     

SL快速成型中支撑自动生成技术研究

针对 SL快速成型技术加工时需要对零件加支撑的要求 ,通过对 CAD模型和 STL模型文件特点的分析 ,采用直接从 STL 模型文件提取信息找到 CAD模型的待加支撑面、线、点 ,并按待加支撑面、线、点的特征给其加二维支撑 ,再确定支撑空间高度的方案 ,实现了支撑自动生成。应用表明 :该技术节省了 SL加工时的数据预处理时间 ,避免了利用人工加支撑时的人为错误 ,提高了快速成型的效率     

Improving Stereolithography Part Accuracy for Industrial Applications

High dimensional accuracy and part stability are significant elements of the end product in rapid prototyping technology (RPT) processes whether it is a component or a tool. However, in most cases, models built in acrylic-based resin in the stereolithography (SL) process have not been of the desired quality and this has led to the use of more expensive resins that have a longer build time. An experimental investigation has been carried out to determine statistically the optimum build parameters to be used in the Taguchi method, to improve the SLA product quality. The two new hatch styles developed in this study have resulted in an overall improvement of the part accuracy, and a new layer thickness for part building in stereolithography has been proposed.     

高分辨率激光快速成形系统研究与开发

开发了一种新型激光快速成形系统。利用该系统可制作尺寸范围为65 mm×65 mm×150mm的制件原型。 该系统由He-Cd单模激光器、小光斑扫描系统、新型树脂涂层系统及控制系统组成。由扩束镜、高精度扫描振镜 及f-θ透镜构成扫描系统,扫描面上的激光光斑直径达到0.012 mm。由蠕动泵、高精度工作台、树脂槽及刮刀组 成新型精密树脂涂层系统,树脂涂层厚度达到0.02 mm。利用该系统制作了具有微流道的滴灌器件及其他微型零 件的原型。     

光敏树脂光固化快速成型新工艺研究

提出了一种新的光固化快速成型工艺——扫描线重叠区域固化工艺 ,通过理论分析和工艺实践证明 ,它可明显减小零件变形、降低残余应力 ,有力地保证了零件的最终质量     

光固化快速成型中零件非水平下表面的支撑设计规则研究

激光固化快速成型制造中,支撑结构设计的优劣极大影响原型的制作精度。首先通过分析非水平下表面的分层制作过程,研究了其翘曲变形的机理。利用可仿真成型过程中层间力学行为的有限元计算模型,对层间悬臂量与翘曲变形量的关系进行了有限元计算仿真与试验验证。针对激光成型过程中零件需要支撑的非水平下表面,从激光固化快速成型制造中支撑结构的作用出发,以成型精度为设计目标,通过有限元计算仿真、试验验证等手段研究提出了针对零件中非水平下表面的支撑结构形式、布局及支撑间距等支撑设计规则。通过试验验证,按该规则对零件的非水平下表面进行支撑结构设计,可有效地保证激光固化快速成型的制作质量。     

<Emphasis Type="Bold">Curl Distortion Analysis During Photopolymerisation of Stereolithography Using Dynamic Finite Element Method</Emphasis>

Stereolithography is one of the rapid prototyping processes which uses a photopolymer as the raw material to build prototypes. The photopolymer absorbs energy by selective laser exposure. The curing effect starts when the absorbing energy exceeds a critical value, and the process is called photopolymerisation. The photopolymerisation changes the phase from liquid to solid. The cured volume can expand and then shrink on cooling. The process parameters such as the scanning speed, scanning path, scanning pitch, and the slicing thickness, lead to different shrinkage and curl distortion, so, the photopolymerisation process is a dynamic material behaviour. In this study, a dynamic finite element simulation code has been developed to simulate the photopolymerisation process. The simulated result for a suspended beam which corresponds to the process parameters shows that a short raster causes less curl distortion than a long raster. The experimental result agrees very well with the simulated result.     

基于光固化法的嵌套器件的工艺研究

简述了合理添加支撑结构的方法,并分析了成型表面粗糙的原因,提出了提高面型精度和避免飘移的多种措施,为嵌套类复杂器件的光固化加工提供了参考。     

动态优化刮刀速度的新型涂层工艺

为提高活塞式无扰动涂层工艺的涂层质量,针对高分辨率激光快速成形系统涂层工艺中存在的涂层厚度随制件高度增加而变厚的问题,提出在制作过程中动态优化刮刀速度的涂层方法。研究刮刀速度、制件高度对涂层厚度的影响。采用面响应法,建立涂层厚度误差关于制件高度及刮刀速度的数学模型。根据该模型,在制作过程中随制件高度的变化,动态优化刮刀速度,实现涂层厚度均匀化。验证试验结果表明：与普通涂层工艺相比,新型涂层工艺将涂层厚度偏差由27 μm降为6.9 μm,解决了涂层厚度随制件高度增加而变厚的问题,实现涂层厚度的均匀化,提高堆积方向的制作精度。该涂层工艺也可应用于普通光固化激光快速成形系统中,解决制作陷阱结构时涂层厚度随制件高度变厚问题,因此该工艺对于光固化快速成形技术中提高堆积方向制作精度具有重要意义。     

基于STL文件的实体分割算法研究

由于快速成型机加工尺寸的限制,难于制造尺寸较大的零件。针对这一问题本文提出一种基于STL文件格 式的实体分割算法,对STL文件分割过程中的关键问题进行了详细地论述,包括:截面轮廓的生成,截交三角面片的 处理和截面轮廓的三角化算法;通过对STL文件的分割处理,提高了快速成型系统对大尺寸零件的制造能力。