光固化快速成形过程中树脂固化零件变形的数值模拟

根据光固化快速成形过程中的零件变形机理及薄板小挠度温度应力理论,详细分析板状零件成形的翘曲变形,得到光固化快速成形过程中树脂相变收缩的力学等效模型,给出板状零件在成形过程中的时变刚度表达式、光固化等效相变收缩力与树脂材料常数间的关系式。结合力学等效模型利用有限元软件ABAQUS对双层板状零件和桥式零件的成形过程进行了数值模拟,并与试验结果进行对比,结果表明数值模拟结果与试验结果相当一致,从而可实现成形零件实际变形的可预测性,也可为改进工艺、提高成形零件的精度提供理论支持和量化依据。     

SLS成形件的收缩模型和翘曲模型

快速成形的精度是快速成形技术发展和扩大其应用领域的关键,工艺误差是影响成形精度的关系之一,而成形件收缩和翘曲对其工艺精度起决定性的作用,通过建立SLS成形过程的收缩模型研究了SLS加工中成形件的收缩形式以及收缩规律,同时研究了收缩的不均匀性所引起的翘曲,建立了成形件的翘曲模型,发现烧结收缩与烧结程度密切相关,翘曲量与烧结收缩率成正比,与零件线尺寸成正比,这些研究结果为克服SLS加工收缩引起的误差和收缩补偿提供了依据,为减少翘曲变形提供了一种方法。     

激光快速成形加工中扫描方式与成形精度的研究与实验

通过对激光快速成形加工中现有的激光扫描方式进行理论分析和实验验证，找出其生产零件翘曲以及引起其他误差的原因，提出一种扫描方法，解决由树脂收缩引起的零件翘曲和形状误差，并且省去光开关。     

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。     

激光快速成形中时间效应与零件翘曲性关系研究

研究了激光快速成形中树脂固化过程以及固化收缩滞后于聚合速度的现象 ,提出了收缩完成的时间效应概念 ,通过实物原形制作研究了时间效应对零件翘曲的影响及几种表现 ,并利用时间效应对成形工艺进行了改进 ,使零件翘曲性得到很大的改善。     

激光快速成型加工中扫描路径的研究

通过对激光快速成型加工中现有的激光扫描方式进行的实验研究和理论分析，找出了零件产生翘曲和引起其他误差的原因，提出了一种新的扫描方法，从而有效地解决了由于树脂收缩而引起的零件翘曲和形状误差，并且由于采用这种扫描方式，可以使得该技术省去光开关     

基于SLS快速成形工艺的分区域扫描路径研究

在对现有的激光扫描方式进行实验研究和理论分析的基础上，找出了零件产生翘曲变形的原因，提出了一种新的扫描分区方法，从而有效地保证了零件的成形质量。     

基于分层实体制造的预分割成形

快速成形方法制造大型零件的一个共同难题是零件的翘曲变形。建立了描述分层实体制造(LOM)工艺中零件翘曲变形机理的数学模型，指出零件长度和层间粘接结是影响变形的关键因素．并由此提出了预分割方法来缩短零件参与变形的有效长度。开发了相关分层与控制软件。并制造了大型原型。实践证明预分割方法可有效避免大型原型的翘曲．保证成形原型的精度。     

激光快速成形技术的新进展

本文介绍了激光快速成形技术的最新进展，主要包括：金属零件直接成形技术、微纳激光三维成形技术、激光直写三维堆积技术、复合材料光固化成形技术等。作者认为，应当特别关注这些高新技术的应用，以应用来带动其研究，加速发展这些重要的先进成形制造技术。     

注塑件翘曲变形分析及其解决途径

本文从注塑件的结构、模具机构、注塑工艺参数等几方面阐述了翘曲变形的机理,分析了注塑件收缩对翘曲变形的影响,并以实例分析如何解决注塑件的翘曲变形。     

SLS翘曲变形计算与扫描方式优化

选择性激光烧结工艺(selective laser sintering,SLS)加工中所产生的翘曲变形严重影响了成型件的加工精度和SLS技术的应用与推广。本文在研究SLS成型误差的基础上,分析造成SLS成型件翘曲的主要原因与产生的机理,构建了一种新的翘曲变形的力学模型。并以此模型为基础,分析了现有SLS扫描方式存在的不足,提出一种新的间隔式激光光栅扫描方式。通过实验验证,该扫描方式可以有效地降低SLS成型件的翘曲变形,提高SLS成型件的加工精度,而且能大大提高加工速度,降低加工能耗。     

Experimental evaluation and simulation of volumetric shrinkage and warpage on polymeric composite short natural fibers reinforced injection molded

A polymeric natural fiber-reinforced composite is developed by extrusion and injection molding process. The shrinkage and warpage of high-density polyethylene reinforced with short natural fibers of Guadua angustifolia Kunth are analyzed by experimental measurements and computer simulations. Autodesk Moldflow® and Solid Works® are employed to simulate both volumetric shrinkage and warpage of injected parts at different configurations: 0 wt.%, 20 wt.%, 30 wt.% and 40 wt.% reinforcing on shrinkage and warpage behavior of polymer composite. Become evident the restrictive effect of reinforcing on the volumetric shrinkage and warpage of injected parts. The results indicate that volumetric shrinkage of natural composite is reduced up to 58% with fiber increasing, whereas the warpage shows a reduction form 79% to 86% with major fiber content. These results suggest that it is a highly beneficial use of natural fibers to improve the assembly properties of polymeric natural fiber-reinforced composites.     

Path planning effect for the accuracy of rapid prototyping system

Stereolithography (SL) is one of the rapid prototyping (RP) systems that use liquid photopolymer resin as the raw material for building prototypes. The photopolymer type of the RP system employs lasers to selectively expose the surface of the liquid resin. The absorbance of energy leads to photo-polymerization that transfers the liquid resin into solid. Subsequently, the phenomenon of volume shrinkage is unavoidable, and the curl distortion changes with the different laser scan paths, even affecting the geometric profile of the final-parts. The volume shrinkage and curl distortion are the major causes that lead to poor accuracy of the built prototype. In order to understand and improve the curl distortion and the geometric profile, so as to find a simple and suitable laser scan path. This paper first of all uses simulation and experiment to explore the deformation and shrinkage during the process of photo-polymerization while the liquid resin uses a laser beam to carry out single line scanning or single layer scanning in liquid free surface, and further understands the final change of geometric profile. Secondly, it investigates into the curl distortion and changes of geometric profile occurred in the three-dimensional part by different scan paths. Finally, a simple, proper, and effective laser scan path planning is suggested to decrease the curl distortion, and promote the dimension accuracy and the profile of the final-parts. Besides, this paper also mentions the feasibility of multi-optical processing.     

塑件收缩率测量方法及其影响因素分析

针对材料收缩率值的不确定性问题,对收缩率的测量方法及其影响因素进行了研究,对收缩率的计算方法进行了归纳,提出了基于热膨胀仪测量塑件收缩量来计算收缩率的方法,探讨了注塑成型工艺及热处理对收缩率的影响,分析了结晶度与收缩率之间的关系。选用等规聚丙烯为材料,采用不同成型工艺制备塑件,利用热膨胀仪分别测量热处理前后的塑件收缩量,分析了成型工艺与热处理对收缩率的影响。基于DSC测量塑件总体结晶度,分析了结晶度对塑件收缩的影响。研究结果表明,与工艺实验获得的收缩率进行对比和分析,可知采用热膨胀仪测量塑件收缩量来计算收缩率的方法是准确的,是一种简便易行的方法;快速变模温和热处理增大了塑件的结晶度,收缩量和收缩率随之变大,在模具设计过程中不可忽略。     

塑料制品注塑成形收缩特性的实验研究

设计制作了一套一模四腔的模具(包括正方形、凸形、凹形和扇形等4种形状制品的型腔),通过注塑成形实验,来确定这几种特殊结构制品的收缩特性。实验材料选用收缩率比较大的PP,利用三坐标测量机测量实验样品。结果表明,凸形、凹形制品具有向心收缩的趋势,而扇形制品内径收缩率大于扇形制品外径收缩率,扇形制品收缩后扇面角度具有变大的趋势。因此,在精密成形中,必须考虑扇形制品扇面角度的收缩对制品尺寸精度的影响。     

机械装配中的过盈联接装配

过盈联接是以包容件（孔）和被包容件（轴）配合后的过盈值来达到紧固联接为目的。分析了过盈装配的方法和要点。     

<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.