切片的选择对快速原型精度影响的.研究

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1、——～塑要点兰!!熊．芝墨主兰望堂堕型型趔三皇墼塑!：堂焦丝苎第四章切片厚度的选择谤片浮发是快速原囊希g逢授术串熬一个重要参数，宅对掇鍪剩佟糖痉、制佟瑟孝阕、制作成本宥嶷接的影响a本章分析了切片厚度对加工时间和加工精度影响，以及切片厚度选择fl，”：寺点。在此基础上，参照传统加】：业中表面粗糙度的定义，结合快速原型加工的特点-给ib了确定切片厚度的方法，并艇依据选个方法可敬得爨符合实际情凝的切片撑凌。第五章算例分析总结iJl了切肚方向和切片厚度优化选撵的基本原则和具体方法。并应用一蟪具有代表性的零件进行计算，计算结粜表萌本文研究和提出的方法是捋合实际情况的。参考文献(略)致游(

2、暗)第一章综述随着社会需求汞I科学技术的发展，产品的竞争愈来愈激烈，更新的周J{Ij越来越短。因而要求设计者不但能根据捕捉到的市场需求很快地设计出新产品，而且应在尽可能短的时间内制造山样件，用于必要的性能测试，征求用户意见，并进行修改，最后形成能投放市场的定型产．钻。用传统方法，需采用多种机械加工设备，以及相应的f：具和模具，既费事，成本又高，周期往往长达儿星期，甚至几个月，不能适应日新月异的市场变化。为解决上述问题，近儿年米山现了快速成形技术币瞅速成形制造系统。§1．1快速成形原理快速原型(RapidPrototyping简称RP)技术将计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制

3、造(CAM)、计算机数字控制(cNC)、精密伺服驱动、激光和新材料等先进技术集于一体，依据计算机上构成的三维设计模型，对其进行分层切片，得到各层截丽的二维轮廓。按照这些二维轮廓，激光束选择性地切割一层层的纸(或固化一层层的液态树脂，或烧结一层层的粉末材料，或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料)，形成各截面轮廓并逐层叠加成三维制件。快速设计集成系统和快速模具制造(RT)、快速精密铸造(QC)、快速三维型面测量结合，组成一套现代产品快速成形制造的集成系统。这一新型的制造技术1；但i口以完全自动地、简便地制造复杂的立体原型，而且还可以进行模具的制造、小批量功能零件的制造，构成

4、一种应用十分广泛的新颖加工技术体系。所以近年米发展迅速，已成为现代先进制造技术中的一项支柱技术，是实现并行工程(concurrentEngineering，简称CE)必不可少的手段。1．1．1快速原型制造过程快速原型技术的基本工作过程是：首先由CAD软件。根据产品的要求设计出零什的三维模型，或将已有产品的二维三视图转换为三维模型，或用扫描机对已有产品实体进行扫描，得到三维模型。然后对立体模型进行表面网格处理，常用一系列相连三角形3I￡面米逼近白由曲面，形成经过近似处理的三维模型文件即STL格式文件。根据二『：艺要求，按一定的规则和精度要求，将CAD模型离散为一系列的单元，通常是

5、由Z向离散为一系列层面，习惯上称之为切片(slicing)或分层．再根据这些离散的信息，输入加C参数，生l成NC代玛，成形差flt则在NC{℃妈控测’F烦穿加=￡生成各单元体，并鼓层艨砖j曩，最终形成与立体模型对应的三维实体(X称为物理模型或原型)，如酗1．1—1。匮'P臣屯●叵卜廿曰幽l-I．1快速原型制造过程I：CAb模裂的建立t首先建立实体模型；依据设计好了的翻纸。或设计意图在CAD软fI二上建立三维模型，此模型具有真实感。可以进行消隐、上色，其主要功能是将殴计可识化，并且根据观察到的模型进行修改，直到满意为止。另外一种建模方式为从实物到模穗，溉所谓的反求：t稷。它楚黠已

6、有的产品零{孛或琢型进行CAD模型纯豹过程，溉反掇巍奄避稃，翔米解决对邑有的产晶邀每成批“拷贝”加工生产麴潺蹶。反求二[程的避程可以分为三缝实体数据的获取和CAD模型重建Z-个阶段。其数据的获取可以采用接触式和非接触式测量。建模时，还可以利用曲面拟龠。样条拟合等簪段．并且通常在模型化之前要对数据进行去除杂质点。轮廓线光顺，数据点优化等处理。2：三角形翔捂鲑理(STL文佟静形成)。快速成形系统普遮采粥STL接式文≠l：俸；l}梅准憋三维实体憋搓绘文#l：。STL文fl：是由美国3DSYSTEM公司首先提出的一种文件格式。目前已成为CAD系统与RP系统之间的事实数据交换标准，这种文

7、件的格式化是将CAD模型表面离散为三角形面片，并且在不同的精度要求下，商不同的三角形阚格划分。STL文件中每一个三角面片由四个数据颈表豕，氍三个顶点熊标希f谣片的法国矢量，嚣褥STL文佟帮为三角褥片酌集合，三角形网捂处理其窦矮就是躅诲多夺三角形去溪近模型憨袭瑟。3：STL文件的切片处理。切片处理就是沿某一方向(如Z向)用一定的间距(通常为0．05,-0．3mm)对STL文2件进行处理，得到一系列的二维轮廓信息。其中切片方向是影响原型制作精度、制作时间、制作成本以及制作过程中所需支撑多少的重要