模具制造工艺 教学课件 作者 傅建军 主编 第六章.ppt

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1、mjgy06第六章　模具快速成形加工第一节　快速成形加工的基本原理与特点第二节　快速成形加工的方法mjgy06第一节　快速成形加工的基本原理与特点一、快速成形加工概述二、快速成形加工的基本原理与基本过程三、快速成形加工的特点mjgy06一、快速成形加工概述快速成形加工(rapidprototypingmanufacturing，又称为ＲP技术)是一种用材料逐层或逐点堆积出制件的制造方法。20世纪80年代初，美国UVP公司的CharlesW.Hull提出了利用连续层的选区固化产生三维实体的思想，并完成了一个能自动建造零件的完整系统SLA-1，申请了专利，后与UVP的股东们一

2、起建立了3DSystem公司，于1987年年底生产出了第一台现代快速成形机SLA-250，开创了快速成形技术发展的新纪元。20世纪90年代，快速成形加工技术的应用范围迅速扩大，使用单位包括美国的波音和通用、德国的奥迪和宝马等许多国际知名大公司。1992年，快速成形设备已经在17个国家的500个项目中得到工业应用；1994年9月，世界上投入使用的快速成形设备增加到800多台，其中美国占绝大多数，日本有一百多台；1996年底，全世界已安装了1400多台快速成形设备。至1998年底，已有27家公司设计、制造快速成形设备，全球拥有的数量已达4259台，投入使用近2000台。mjg

3、y06二、快速成形加工的基本原理与基本过程1.快速成形加工的基本原理2.快速成形加工的基本过程3.快速成形数据模型的转换与处理4.快速成形的数据格式mjgy061.快速成形加工的基本原理图6-1　快速成形制造技术原理mjgy062.快速成形加工的基本过程(1)前处理　它包括工件三维模型的构造、三维模型的近似处理、快速成形方向的选择和三维模型的切片处理。(2)分层叠加成形　它是快速成形的核心，包括模型截面轮廓的制作与截面轮廓的叠合。(3)后处理　它包括原型零件的剥离、后固化、修补、打磨、抛光和表面强化处理等。mjgy06图6-2　原型零件快速成形的全过程mjgy063.快速

4、成形数据模型的转换与处理图6-3　从CAD模型到RPM系统的数据转换与处理过程mjgy064.快速成形的数据格式(1)STL文件格式的规则(2)STL格式文件的错误及其修复mjgy064.快速成形的数据格式图6-4　用三角形小平面逼近曲面a)球面　b)圆柱面mjgy064.快速成形的数据格式6-5.TIFmjgy064.快速成形的数据格式6-6.TIFmjgy064.快速成形的数据格式图6-7　取向规则的示例a)表达错误　b)表达正确mjgy06(1)STL文件格式的规则1)取向规则：用小三角形平面中的顶点排序来确定其所表达的表面是内表面还是外表面，逆时针的顶点排序表示该

5、表面为外表面(图6-6a)，顺时针的顶点排序表示该表面为内表面(图6-6b)，三角形平面的法向量方向和它的三个顶点的排列顺序符合右手法则，即右手的手指从第一个顶点出发，经过第二个顶点指向第三个顶点时，拇指将指向远离实体的方向，这个方向就是该小三角形平面的法向量方向，法向量是一个单位向量。2)共顶点规则：每相邻的两个三角形平面只能共享两个顶点。mjgy06(1)STL文件格式的规则3)取值规则：STL文件中的数据是无量纲的，每个小三角形平面的顶点坐标值必须是正数，不能为零或负数。4)实体封闭规则：STL格式文件不得违反实体封闭规则，即在三维模型的所有表面上，必须布满小三角形

6、平面，不得有任何遗漏(即不能有裂缝或孔洞)；不能有厚度为零的区域；外表面不能从其本身穿过。mjgy06(2)STL格式文件的错误及其修复1)出现错误的裂缝或孔洞：在CAD制造系统中，由于其本身的运算精度与STL格式转换精度等的影响，使CAD实体数据模型向STL三角形面化数据模型转换时，出现同一顶点分离成两个或多个顶点的现象，从而导致与这些分离点相连的某些三角形边出现不符合规则等缺陷，因此，在显示的STL格式模型上，会有错误的孔洞或裂缝(其中无三角形)。2)三角形过多或过少：进行STL格式转换时，若转换精度选择不当，会出现三角形过多或过少的现象。mjgy06(2)STL格式

7、文件的错误及其修复3)微小特征遗漏或出错：当三维模型上有非常小的特征结构(如很窄的缝隙、筋条或很小的凸起等)时，可能难于在其上布置足够数目的三角形小平面，致使这些特征结构遗漏或形状出错，或者在后续的切片处理时出现错误、混乱。mjgy06三、快速成形加工的特点(1)制造的快速性　快速成形加工是并行工程中进行复杂原型和零件制作的有效手段。(2)制造技术的高度集成化　快速成形加工集成了计算机技术、数据采集与处理技术、控制技术、材料科学、光学和机电加工等科学技术。(3)制造的自由性　自由成形有两个含义：一是指可以根据原型或零件的形状，