《快速原型制造技术》PPT课件

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1、《快速成型与快速模具制造技术及其应用》复习合肥工业大学机械与汽车工程学院张晔第一章概论_快速制造快速制造技术是由计算机辅助设计（CAD）、逆向工程（ReverseEngineering，简称RE）、快速成形（RapidPrototyping，简称RP，或RapidPrototypingandManufacturing，简称RP&M）、快速制模（RapidTooling，简称RT）一起在信息互联网支持下，形成的一套快速制造系统的技术。快速制造技术经过十几年的发展，在快速设计、逆向工程、快速成形、快速制模等各方面都

2、有了长足的进步。第一章概论_快速制造逆向工程（RE）、快速成形技术（RP&M）和快速制模技术（RT）是先进制造技术和设计技术中相当重要的部分。RE、RP&M、RT在产品设计与制造中的应用使得产品以优良的品质、低廉的制造成本加速进入市场。第一章概论_逆向工程体系逆向工程的流程：RP（RapidPrototyping）技术是一种离散/堆积的加工技术，其基本过程是首先将零件的三维实体沿某一坐标轴进行分层处理，得到每层截面的一系列二维截面数据，按特定的成形方法（LOM、SLS、FDM、SLA等）每次只加工一个截面，然后自

3、动叠加一层成形材料，这一过程反复进行直到所有的截面加工完毕生成三维实体原型。液态光敏树脂固化(SLA，StereolithgraphyApparatus)熔融沉积成形（FDM，FusedDepositionModeling）选择性激光烧结（SLS）分层实体制造（LOM）实体磨削固化（SGC，SolidGroundCuring）……快速模具(RapidTooling，RT)技术指利用快速原型(RapidPrototyping，RP)技术制造快速模具，即RP+RT《三维CAD实体模型的获得篇》三坐标测量仪即是坐标测量

4、（CoordinateMeasuringMachine，CMM），三个方向同时可以测量，具有三坐标测量功能，也就是长、宽、高。以图学来讲，即前视图（FrontView）、上视图（TopView）、侧视图（SideView）合起来为三视图变成一立体图。测量的方法有很多，如图所示。数据获取方法非接触方法接触方法光学声学磁学三角形法距离法结构光法图象分析法机械手坐标测量机干涉测量法接触式测量系统三坐标测量仪(CMM)是接触式测量的代表，它是一种发展较为成熟的接触式测量设备，具有噪声低、精度高（可达±0.5μm）、重复性

5、好等优点，但测量速度慢、效率低，对软体对象难以做精密测量，需要对测头表面损伤和测头半径进行补偿，测量数据的特点是高精度低密度。早期三坐标测量仪的是使用手动或CNC利用一个可以做多方向感测指示的球形电子测头，沿着X、Y、Z，3轴移动以进行测量。测量时，测头与工件表面保持切线接触，达到特定压力时，即可触发信号，撷取测头的X、Y、Z方向相对基准点的坐标。经计算机计算处理，可得测头与真实尺寸的关系，进而纪录点资料并作为后续逆向工程或相关工作做用。将CMM应用在逆向工程物体3D点资料撷取方面作曲面的点资料测量时，测量人员必

6、须先沿着曲面的外型的测头碰触这些点，获得曲面的表面点坐标，如果规划的点数不多，则可以用人工的方式逐点进行测量，但如果需要点数很密集的资料，则人工的方式就不适合了，则需以CNC方式加以辅助。使用接触式时，有这样一些参数需要考虑：探头型状、大小、扫描间隔、步进距离，允许误差，扫描速度，扫描方向，扫描模态（固定速率或变化速率，单向或往复）等。一般扫描方向与模型陡峭面成正交为佳。由于工件形状的不同，所以常常要将模型分成不同的区域以不同参数扫描。非接触式测量系统非接触式测量系统是利用LED或激光光源，经聚光透镜直射待测工件

7、物体，反射光线经传感器可以测得到位置坐标值，由于传统的接触式测量测头较易变形、几何复杂、微小的工件有测量的因难，因此非接触式测量系统的使用正逐渐增加。根据物理作用方式的不同，非接触式测量法可分为光学法、工业CT、超声波法和磁共振（MRI）等。在逆向工程中，光学测量法应用最为广泛。典型的光学测量法有基于三角测量原理的主动式结构光编码测量和基于图象分析的被动式断层测量。根据编码光的结构，主动式结构光编码的三角测量法可分为单激光点扫描法、光切法（LightSectioning）和投影光栅法等。其中，单激光点扫描法测量精

8、度高，速度最低。相比之下，投影光栅法精度较低但数据获取速度最高，而光切法的测量精度和速度都较理想。基于三角测量原理的非接触式测量系统三坐标测量机的类型(1)按自动化程度分(a)数显示及打印型(b)带小型计算机的测量机(c)计算机数字控制(CNC)型(2)按结构形式与运动关系分类移动桥式、龙门式、悬臂式、水平臂式、坐标镗床、卧镗式和仪器台式等。(3)按测量范围分类(a)小型