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后处理原理简介

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:增材制造技术可以在不用模具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。近20年来,增材制造技术取得了快速的发展。台阶效应由于增材制造技术的成型原理是叠加成型,因此不可避免地会产生台阶效应。

后处理原理简介

(1)增材制造

增材制造(Addtive Manufacturing,AM)是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术,相对于传统的材料切削加工技术,它是一种“由下而上”(botom-up)的制造方法。它是基于离散-堆积成形原理的先进制造技术,可由产品的三维CAD 模型数据直接驱动,组装(堆积)单元材料而制造出任意复杂且具备使用功能的零件的科学技术。

增材制造技术可以在不用模具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,极大地提高了生产效率和制造柔性。它可以在原始设计的基础上快速生成实物,也可以用来放大、缩小、修改和复制实物,使设计师可从实物出发,快速找出不足,不断改进、完善设计。近20年来,增材制造技术取得了快速的发展。

(2)层叠机理

快速成型技术从成型思想上突破了传统的成型方法,其基本构思是:任何三维零件都可以看作许多等厚度的二维平面图形沿某一坐标方向叠加面成,即“分层制造、逐层增加”的构造思想。

RP 技术是采用增材型的制造方法,将几何模型的三维数据分解为二维数据,再由成形设备将二维数据叠加成形,其过程是一个分解与集合的过程。(www.xing528.com)

Reeve 和C.J.Luis Perez 通过对光固化成型机理进行研究,推导出表面粗糙度的计算公式,分析成型过程中各参数对表面粗糙度的影响,从而对成型过程中的各参数如分层厚度等进行控制,得出最优的表面质量。国内也有西安交通大学赵万华和华中科技大学邹建峰做了相关的研究。

但在实际制造中,由于受加工时间、材料性能和制造工艺等因素的影响,厚度不可能无限小。现在的成型工艺中,层厚最小也为0.025 mm,因此,用单元实体近似表达光滑曲面是分层制造的基本特点,这一特点决定了分层不可避免地存在几何失真,且这种几何失真与分层制造的方法、工艺、设备无关,纯粹是由数学上的近似处理产生的。而几何失真降低了制件的成型精度。

另外,一些微细特征(如尖点)在分层处理时可能会在两个层面之间导致特征丢失,还有平坦区域的特征改变等。

(3)台阶效应

由于增材制造技术的成型原理是叠加成型,因此不可避免地会产生台阶效应。这是由叠加成型的制造方法决定的。当模型表面与零件的制作方向有一定的角度时,就会产生台阶效应。零件的表面只是原CAD 模型表面的一个阶梯近似(除水平和垂直面外),当零件表面为斜面或曲面时,倾斜角越小,台阶效应的影响就越明显。这不仅破坏了零件表面的连续性和光洁程度,而且也不可避免地丢失了两切片层间的信息,从而导致零件产生形状和尺寸上的误差。

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