光固化快速成型工藝過程的優(yōu)化研究

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1、光固化快速成型工藝過程的優(yōu)化研究2015年5月19日ResearchonStereoLithgraphyApparatusProcessOptimization目錄：第一章光固化快速成型簡介第二章光固化快速成型的工藝過程第三章成型工藝過程的優(yōu)化第四章樣件的優(yōu)化流程次序第五章結(jié)論與展望目錄華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯第一章光固化快速成型簡介光固化快速成型技術(shù)（SLA）是先進(jìn)制造技術(shù)中的一種，具有快速性、高度柔性、與復(fù)雜程度無關(guān)性以及高度集成化等特點(diǎn)，其產(chǎn)品樣件精度很高，被廣泛的應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、考古以及生物科技之中。光固化快速成型制品第一章光固化快速成型簡

2、介華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯1第二章光固化快速成型的工藝過程前期數(shù)據(jù)獲取點(diǎn)云轉(zhuǎn)換和處理數(shù)據(jù)分層處理制作方向設(shè)定支撐設(shè)計(jì)快速成型機(jī)加工樣件的后處理光固化快速成型工藝的流程圖第二章光固化快速成型的工藝過程華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯22.1前期數(shù)據(jù)的獲取前期數(shù)據(jù)的獲取方法，可通過正向設(shè)計(jì)或逆向反求來獲得，其中逆向設(shè)計(jì)就是對已有產(chǎn)品的數(shù)據(jù)采集和再設(shè)計(jì)過程，其主要設(shè)備是三坐標(biāo)測量機(jī)和結(jié)構(gòu)光三維掃描儀。三坐標(biāo)測量機(jī)結(jié)構(gòu)光三維掃描儀第二章光固化快速成型的工藝過程華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯32.2點(diǎn)云的轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)的分層處理（1）將采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行合并、拼接、刪除

3、噪音點(diǎn)、統(tǒng)一采樣和封裝等處理后，得到STL三維數(shù)據(jù)；（2）將STL三維數(shù)據(jù)導(dǎo)入分層處理軟件中，進(jìn)行制作方向設(shè)定和支撐設(shè)計(jì);（3）對樣件三維模型和支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層處理，最終得到SLC格式的分層切片文件?；贛AGICS的點(diǎn)云的處理過程第二章光固化快速成型的工藝過程華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯42.3快速成型機(jī)的加工過程和后處理快速成型加工樣件時(shí)所采用的主要設(shè)備是激光快速成型機(jī)，其原理是：激光光束按照分層數(shù)據(jù)輪廓逐層掃描并固化光敏樹脂液面，結(jié)合制作平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，堆積形成樣件實(shí)體。樣件加工完畢后，需要手工去除支撐并打磨樣件，即樣件的后處理。SPS600B激光快速成型機(jī)第

4、二章光固化快速成型的工藝過程華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯5第三章成型工藝過程的優(yōu)化在光固化快速成型工藝過程中，誤差是時(shí)刻存在著的，另外，制作完成的產(chǎn)品樣件也會(huì)由于各種因素或多或少的存在著一些變形等質(zhì)量問題，若不加以改進(jìn)，將導(dǎo)致樣件達(dá)不到精度要求，甚至報(bào)廢，嚴(yán)重影響到企業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。因此，有必要找出SLA工藝過程中存在的誤差和各種對質(zhì)量不利的因素，對其進(jìn)行分析并加以優(yōu)化。第三章成型工藝過程的優(yōu)化華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯63.1前期數(shù)據(jù)獲取誤差及其優(yōu)化3.1.1結(jié)構(gòu)光三維掃描法（1）誤差分析：著色顯像劑噴涂的均勻度以及厚度、參照貼點(diǎn)的疏密程度、掃描

5、儀距離被測零件的距離和角度、室內(nèi)光照環(huán)境以及掃描儀的振動(dòng)都會(huì)影響到點(diǎn)云的質(zhì)量。（2）優(yōu)化方法：均勻噴涂著色顯像劑、適當(dāng)增多復(fù)雜結(jié)構(gòu)處的參照貼點(diǎn)數(shù)量、保持等距離掃描、確保工作場所無多余光照且無振動(dòng)。第三章成型工藝過程的優(yōu)化華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯73.1.2STL三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（1）誤差分析：點(diǎn)云生成SLT數(shù)據(jù)的過程中，若弦高值設(shè)置過大，則曲面的特征將會(huì)受到一定程度的損失。（2）優(yōu)化方法：依據(jù)客戶樣件產(chǎn)品的實(shí)際需求，選取合理的弦高值，從而減少軟件處理的時(shí)間，提高效率。不同弦高值對STL三維數(shù)據(jù)表面質(zhì)量的影響第三章成型工藝過程的優(yōu)化華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯

6、83.1.3分層處理誤差及優(yōu)化（1）分層處理誤差包括臺(tái)階誤差、分層厚度誤差和Z向高度誤差。（2）優(yōu)化方法：a.采用盡可能小的分層厚度以確保樣件的精度；b.設(shè)置合理的制作方向，降低臺(tái)階效應(yīng)；c.設(shè)置合理的分層厚度，減小或消除Z向高度誤差。第三章成型工藝過程的優(yōu)化華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯9Z向高度誤差樣件的分層處理誤差分層厚度誤差精細(xì)結(jié)構(gòu)缺失實(shí)際要求之輪廓分層制造的實(shí)際輪廓外形3.2樣件的制作方向和支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化3.2.1樣件制作方向（1）優(yōu)化制作方向的意義：制作方向直接關(guān)系到樣件制作時(shí)的穩(wěn)定性和精度。（2）優(yōu)化方法：令樣件的重心位置盡量靠近網(wǎng)孔板；使樣件的各個(gè)

7、表面要盡量垂直或平行于Z軸，降低臺(tái)階效應(yīng)。。第三章成型工藝過程的優(yōu)化華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯10樣件制作方向的優(yōu)化3.2.2支撐結(jié)構(gòu)（1）優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)的意義：防止樣件固化時(shí)的翹曲變形；能夠使樣件的制作過程更為穩(wěn)定，合理的支撐結(jié)構(gòu)還能減少光敏樹脂的用量。（2）優(yōu)化方法：a.盡量減少支撐結(jié)構(gòu)；b.選擇合理支撐結(jié)構(gòu)類型；c.支撐應(yīng)當(dāng)便于去除。第三章成型工藝過程的優(yōu)化華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯11樣件的三維模型樣件的支撐結(jié)構(gòu)支撐結(jié)構(gòu)示意3.3原材料、設(shè)備參數(shù)和后處理的優(yōu)化3.3.1光敏樹脂的特性和優(yōu)化（1）光敏樹脂的特性：光敏樹脂能夠在激光的照射下將發(fā)生固