快速成形技术PPT教学课件-第七八章_数码累积成形

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1、湖北工业大学机械工程学院2011年3月王志伟快速成形技术1回顾与复习说出下列方法是哪一种快速成型方法，它的工艺过程怎样3dprint机遇动动脑筋FDMSls最后一次迎接挑战slaSLA2一、产生的背景二、概念三、空间单元的表示法四、研究的意义五、研究的内容六、在古陶瓷复仿制中的应用第七章数码累积成形3一、产生的背景1.生物工程材料加工的变化；2.艺术品的设计与加工的变化；3.文物的复制与仿制；4.建筑设计模型和新产品展示；5.复合结构、微型机械的制造；6.梯度结构；7.特定的力学、电学、声学、光学、化学与生物学功能的多种材料制备等.4二、概念数码累积

2、(DigitalBrickLaying)是指在计算机中针对设计的图形，按一定尺寸分割三维原型而得到空间—系列有序单元，借助三维制造系统按指定路径在相应的位置喷出可迅速凝固的流体或布置一定尺寸的固体，逐点、逐线完成粘接并在空间制成原型，也称三维马赛克（3DMosaic）、喷粒堆积技术。5原理图6数码堆积的圆环实例7三、空间单元表示法空间单元表示法是通过一系列空间单元构成的图形来表示物体的一种方法。这些单元(cell)是具有—定大小的立方休。在计算机内部主要通过定义各单元的位置是被占有以及占有单元的特征来表达物体。空间单元的计算机的表示法有两种：1.二维

3、物体的描述。四叉树表示法2.三维物体的描述。八叉树表示法81、二维物体的描述四叉树的基本思想是将平面划分为四个区域．也称为四个子平面。这些子平面可以继续划分，通过定义这些子平面的“有图形”和“无图形”来描述不同形状的物体。在计算机内部，四叉树结构是一种特殊形式的树状结构。每一个节点或者是有或者是无，或者是部分有。“部分有”的节点还可以继续细分，直到全部节点都是以“有”或”无”来表示。如图所示。9四叉树结构图102.三维形体的描述八叉树是四叉树的扩展。它设想将空间通过三个坐标平团X-Y、Y-Z、Z-X划分为8个子空间(或称封限)，八叉树中的每一个节点对

4、应着每一个子空间。如图所示。11八叉数结构图12四、研究的意义1、迄今为止，计算机辅助设计与制造技术还没有突破传统CAD设计系统的局限，只能利用数字化方法来描述零件的表面信息，还难以描述零件的内部结构、组织信息(如非均匀介质、功能梯度材料)，仅限于单—的均质材料零件的表述。2、现代宇航、电子、海洋技术迅猛发展，对材料的性能提出了更高的要求。一般的金属单质、陶瓷、聚合物等材料很难满足既具有高的单项指标又具有良好的综合性能的要求，而由两种或两种以上组分材料组成的复合材料既保持了原材料的特性，又使各组分之间取长补短，优于原材料的特性。133、结构材料和功能

5、材料复合化将成为材料发展的重要趋势。然而，复合材料中存在着大量基体和增强材料不同相之间的界面，这些界面是应力分布发生突变或应力集中的区域。所以很容易在界而上出现微裂纹和裂纹扩展，引起材料的破坏。如果将材料设计成结构、成分或性能参数是连续或阶梯型变化的．那么复合材料的上述缺点将得到克服或部分克服。采用空间单元表示，以数码累积制造技术形式有可能满足上述要求。14五、研究的内容（1）复杂结构、多种成分材料原型或零件的CAD模型表示方法；传统的CAD模型仅能表示原型或零件几何拓扑特征，而有关的材料信息与模型没有关系，即模型指示的材料信息是均匀化的。为了适应复

6、杂结构、多种成分材料原型或零件的分层制造，必须表示出模型的材料结构与成分的不均匀信息，同时包含制备条件的信息。15(2)复杂结构、多种成分材料原型或零件分层制造的CAD数据处理理论和方法；确定复杂结构、多种成分材料原型或零件制造过程的定向、分层及累积路径。与同种材料的数据处理不同，需要考虑CAD模型中的材料成分和结构分布及制备工艺条件，尤其是累积路径的确定必须考虑每—层内所包含的不同材料相。16(3)建立复杂结构、多种成分材料数据库。根据不同材料性能的要求，如颜色、质地、弹性模量、泊松比、热膨胀系数、电磁性能等，研究设计三维复杂结构、多种成分材料的结

7、构形式。结合分层制造技术的特点，需要对这些结构形式进行归类、分类。17(4)复杂结构、多种成分材料原型或零件的数字化制造技木。结合传统的材料去除加工技术和净尺寸成型技术，研究多种材料组分的复合成型与数字化成型工艺，包括金属基、陶瓷基、聚合物基等多功能复合材料原型或零件，在数字化制造条件下的控制理论与技术，形成多种成分、复杂结构、特殊物理化学性质等的新型材料原型或零件的数字化制造理论与技术。18六、在古陶瓷复仿制中的应用（一）应用背景和意义（二）研究方案和内容19（一）应用背景和意义（1）科技考古与文物保护的要求。（2）传统的复制仿制方法变革的要求。手

8、工成形法通过刻划、雕镶、堆塑、搂空等艺术手段进行纹饰加工，由艺人手工制造出来．其复仿制过程按复杂程度和采用的