快速原型實驗報告

4/4快速原型實驗報告實驗課程名稱快速成型與快速模具制造技術(shù)實驗項目名稱快速成型實驗姓名學(xué)號系別班級實驗日期2011.11.2實驗地點快速成型實驗室實驗?zāi)康恼莆誖P技術(shù)的工作原理掌握RP系統(tǒng)的構(gòu)成熟悉RP技術(shù)的一般工藝及其流程了解RP技術(shù)的應(yīng)用主要實驗儀器、設(shè)備1.造型計算機2.FDM快速成型機3.SLS快速成型機實驗準(zhǔn)備設(shè)計零件三維模型，并按照通用的格式存儲（STL文件）；快速成型機調(diào)試：包括初始化、預(yù)熱、調(diào)整工作臺高度；實驗原理及其基本流程原理：快速成型的制造方式是基于離散／堆積原理的累加式成型，從成型原理上提出一個全新的思維模式，即將計算機上設(shè)計的零件三維模型，表面三角化處理存儲成STL文件格式，對其進(jìn)行分層處理，得到各層截面的二維輪廓信息，按照這些輪廓信息自動生成加工路徑，在控制系統(tǒng)的控制下，選擇性地固化或燒結(jié)或切割一層層的成型材料，形成各個截面輪廓薄片，并逐步順序疊加成三維實體，然后進(jìn)行坯件的后處理，形成原型。ＣＡＤ模型ＣＡＤ模型切片層片信息處理路徑規(guī)劃單層片加工層片疊加原型零件模型離散模型疊加實驗數(shù)據(jù)設(shè)計圖樣如下圖：實驗分析針對熔融沉積快速成型工藝分析其成型過程影響因素材料性能的影響材料性能的變化直接影響成型過程及成型件的精度。材料在工藝過程中要經(jīng)過固體——熔體——固體的兩次相變，在凝固過程中，由材料的收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力變形會影響成型件精度。噴頭溫度和成型室溫度的影響噴頭溫度決定了材料的粘結(jié)性能、堆積性能、絲材流量以及擠出絲寬度，噴頭溫度應(yīng)根據(jù)私彩的性質(zhì)在一定范圍內(nèi)選擇，以保證擠出的絲成熔融流動狀態(tài)；成型室的溫度會影響到成型件的熱應(yīng)力大小。擠出速度的影響擠出速度是指噴頭內(nèi)熔融態(tài)的絲從噴嘴擠出的速度，單位時間內(nèi)擠出絲體積與擠出速度成正比。在與填充速度合理匹配范圍內(nèi)，隨著擠出速度增大，擠出絲的截面寬度逐漸增加，當(dāng)擠出速度增大到一定值，擠出的絲附著于噴嘴外圓錐面，就不能正常加工。填充速度與擠出速度交互的影響填充速度英語擠出速度匹配。填充速度比擠出速度快，則材料填充不足，出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象，難以成型。相反，如果填充速度比擠出速度慢，熔絲堆積在噴頭上，使成型面材料分布不均勻，表面會有疙瘩，影響原型質(zhì)量。因此，填充速度與擠出速度之間應(yīng)在一個合理的范圍內(nèi)匹配。分層厚度的影響分層厚度是指在成型過程中每層切片截面的厚度。由于每層有一定的厚度，會在成型后的實體表面產(chǎn)生臺階現(xiàn)象，這將直接影響成型后實體的尺寸誤差和表面粗糙度。一般來說，分層厚度越小，實體表面產(chǎn)生的臺階越小，表面質(zhì)量越高，但所需的分層處理和成型時間會變長，降低了加工效率。相反，分層厚度越大，表面質(zhì)量越差。為了提高成型精度，可在實體成型后進(jìn)行打磨、拋光等后續(xù)處理。掃描方式的影響熔融沉積快速成型工藝方法中的掃描方式有多種，有螺旋掃描、偏置掃描、回轉(zhuǎn)掃描等。螺旋掃描是指掃描路徑從制件的幾何中心向外一次擴展，偏置掃描是指按輪廓形狀逐層向內(nèi)偏置進(jìn)行掃描，回轉(zhuǎn)掃描是指按X、Y軸方向掃描、回轉(zhuǎn)。通常，偏置掃描成型的輪廓尺寸精度容易保證，而回轉(zhuǎn)掃描路徑生成簡單，但輪廓精度較差。因此可以采用外部輪廓用偏置掃描、而內(nèi)部區(qū)域填充用回轉(zhuǎn)掃描的復(fù)合掃描方式。掃描方式與原型的內(nèi)應(yīng)力密切相關(guān)，合適的掃描方式可降低原型內(nèi)應(yīng)力的積累，有效防止零件的翹曲變形。實驗結(jié)論本實驗涉及的快速成型工藝包括SLA（光固化成型）、LOM（疊層實體制造）、FDM（熔融沉積快速成型）三種，現(xiàn)將各工藝特點總結(jié)如下：指標(biāo)SLALOMFDM成型速度較快快較慢原型精度高較高較低制造成本較高低較低復(fù)雜程度復(fù)雜簡單中等零件大小中小件中大件中小件常用材料熱固性光敏樹脂等紙、金屬箔、塑料薄膜等石蠟、尼龍、ＡＢＳ等實驗體會在實驗過程中，通過老師的講解及自己的實際操作練習(xí)，對快速原型技術(shù)以及快速原型設(shè)備有了更為全面地理解，