快速成型技术工艺特点及影响精度的因素

快速成形制造中误差产生的原因及相应的解决措施

1 引言快速成型技术(Rapid Prototying，RP)是由CAD模型直接驱动，快速制造任意复杂形状的三维物理实体的技术。

快速成型技术的出现赋予了装备制造业快速响应、无模制造和加工信息远程传递制造的新特点，引发了装备制造方法的重大变革回。

经过20余年的发展，快速成型技术从原来的SLA技术先后发展出SLS、LOM、FDM、3DP、LENS等多种成型工艺，并在机械制造、航空航天、军事、医学、考古、艺术以及建筑等领域得到—定程度的应用。

Rapid prototyping technology (Rapid, Prototying, RP) is directly driven by the CAD model, the three-dimensional physical entities rapid manufacturing complex shape technology. The rapid molding technology gives the equipment manufacturing industry of fast response, no mold manufacturing and processing information remote transmission characteristics of manufacturing, caused major changes to equipment manufacturing method. After 20 years of development, the rapid prototyping technology from the original SLA technology has developed the SLS, LOM, FDM, 3DP, LENS and other molding process, and in machinery manufacturing, aerospace, military, medicine, archaeology, art and architecture and other fields have a certain degree of application.目前，快速成型技术面临的一个主要的问题就是表面质量不高，其制件必须经过打磨、抛光等后处理工艺才能满足工业应用的要求。

PCM快速成形工艺精度和表面质量影响因素

来源于：注塑财富网PCM快速成形工艺精度和表面质量影响因素概述RP技术发展到今天，其发展重心已从快速原型(RP)向快速制造(RM－Rapid Manufacturing)及金属零部件的快速制造方向转移，RP领域各种各样的新材料及新工艺不断出现。

RP技术不仅应用于设计过程，而且也延伸到制造领域。

在制造业中，限制产品推向市场时间的主要因素是模具及模型的设计制造时间，RP 是快速设计的辅助手段，而更多的厂家则希望直接从CAD数据制成模具或产品，所以RM技术就尤为令人关注。

RP技术与铸造工艺结合产生的快速铸造(QC－Quick Casting)，是RM的主要研究领域之一。

近几年来，利用快速成形的离散/堆积原理发展起来的直接铸型制造技术，省去了传统工艺的模型，按照铸型 CAD模型(包括浇注系统等工艺信息)的几何信息精确控制造型材料的堆积过程，直接制造铸型，是传统铸造过程的重大变革。

由清华大学研制成功的 PCM(Patternless Casting Modeling)工艺，是将RP理论引进到树脂砂造型工艺中，采用轮廓扫描喷射固化工艺，实现了无模型铸型的快速制造。

PCM工艺是一个包含CAD/CAM、数控、材料、喷射、工艺参数设置及后处理的集成制造过程，可概括为以下3个过程：(1)前处理过程：首先规划和设计铸型，即确定工艺参数、选取最优加工方向、设计浇注系统等，将产品/零件的CAD模型转换成铸型的CAD模型。

然后由铸型CAD数据得到分层截面轮廓数据，再以层面信息产生控制信息。

(2)造型过程：原砂存储及铺砂机构将原砂均匀铺撒在砂箱表面并由压滚压实，喷射装置将树脂和固化剂喷射在每一层铺好压实的型砂上，粘结剂与催化剂发生胶联反应，粘接剂和催化剂共同作用的地方型砂被固化在一起，其他地方型砂仍为颗粒态干砂。

固化完一层后再粘接下一层，所有层面粘接完之后就可以得到一个三维实体铸型。

(3)后处理过程：清理出铸型中间未固化的干砂就可以得到一个有一定壁厚的铸型，在砂型的内表面涂敷或浸渍涂料。

熔融沉积快速成型工艺成型精度的影响因素及对策

摘要：型精度是快速成型技术在工业应用中的关键问题之一，成也是ＲＰ研究的重点，目前高的成型精度往但
往难以保证．本文介绍了快速成形技术中的熔融沉积成形的发展现状，并着重分析了熔融沉积成形过程中各种因
素对成型精度的影响，并相应制定了对策和解决办法，出了提高成形件精度和表面质量的措施，提对熔融沉积工艺精度改进方面的研究具有参考价值．
ｓａｃｂｔｈｉｈｒｃｓｏｓａｄｏｂｃｅｅｔｐｅｅｔＴｈｓａｒｉｔｏｕｅｈｅｅｏｉｇｓａｕｕｏｏｅｒｈ，ｕｇｐｅｉｉｎｉｈｒｔｅａｈｉｖｄａｒｓｎ．ｉｐｐｅｎｒｄｃｓｔｅｄｖｌｐｎｔｔｓｑｆＦＤＭ，ｎａｓｍｏｅｅｈｓｓｏｎｌｚｎｇｔｅｉｆｕｎｅｏａｉｕｆｆｃｏｓｏｈｒｃｓｏｔｅｉｅｈＯｒａｄｐｙｒｍｐａｉｎａａｙｉｈｎｌｅｃｆｖｏｓｏａｔｒｎｔｅｐｅｉｉｎ，ｈｎｇｖｓｔｅＣＵ — ｒｔｔｒａｕｒｓａｄｐｓｆｒｒｏｔｏｓｗｈｉｈｃｎｉｒｖｈｅｉｉｎａｄｓｒａｅｑａｉｆｒｓａａｅｍｅｓｅｎｕｔｏｗａｄｓｍｅｍｅｈｄｃａｍｐｏｅｔｅｐｒｃｓｏｎｕｆｃｕｔｏｔｎｄｃｎｂｅｌｙｐａｗｉｈｒｆｒｎｅｖｕｏｔｅｒｓａｃｆｉｏｉｇｐｒｃｓｏｎＦＤＭｒｃｓ．ｔｅｅｃａｅｔｈｅｒｈｏｍｐｒｖｎｅｉｉｎｉｅｌｅｐｅｓｏＫｅｏｄｓ：ｒｃｓｏｆｐｒｓｒｐｄｐｔｔｐｎｆｅｅｏｉｏｄｌｙＷｒｐｅｉｉｎｏａ；ａｉｒｏｙｉｇ；ｕｓｄｄｐｓｔｎｍｏｅｉｔｏｉｎｇ

快速成型技术原理及成型精度分析

ｔｅｒｉｎｇ（ＳＩＳ）ａｎｄＬａｍｉｎａｔｅｄＯｂｊｅｃｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ（ＬＯＭ）ａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．
机技术的快速发展和三维ＣＡＤ软件应用的不断推广，越来越多的产品基于三维ＣＡＤ设计开发，使得快
ＪＩＮＧＨｕｉ
（ＸｉａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＸｉａｌｚＳｈａａｎｘｉ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｉｃｐｉｒｎｃｉｐｌｅｓｏｆｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄＰｉｎｒｃｉｐｌｅｓ，ｍａｔｅｉｒａｌｓａｎｄｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｆｏｕｒｒａｐｉｄ
研机构和大学都在进行相关方面的研究。随着计算
模型近似处理为ＳＴＬ格式文件，根据工艺要求，把
ＳＴＬ格式的三维模型按一定厚度进行分层处理，得到零件的二维截面数据；（３）根据每一层的截面数据，以特定的成型方法生成与该层截面形状一致的薄片，反复进行这一过程并逐层累加，直到完成整个零件；（４）后处理，如去除支撑部分、表面抛光、光固化成型的后固化等。快速成型技术体系如图１所示。

FDM快速成型加工工艺问题研究

FDM快速成型加工工艺问题研究FDM（Fused Deposition Modeling）是一种快速成型加工工艺，它是通过加热和挤压塑料材料，将其层层叠加来制造物体。

FDM快速成型技术具有成本低、加工速度快、设备简单等优点，被广泛应用于制造业，如汽车、航空航天、医疗器械等领域。

FDM快速成型加工工艺也存在一些问题需要研究和解决。

以下是对几个常见问题的研究：1. 精度问题：FDM快速成型技术在制造物体时，由于材料的挤压和层层叠加，容易产生加工误差和表面粗糙度问题。

研究如何提高FDM快速成型技术的制造精度，包括控制挤压速度、温度、升降平台的精度等方面，是非常重要的。

2. 材料选择问题：FDM快速成型技术的加工材料通常为热塑性聚合物，如ABS、PLA 等。

不同材料具有不同的熔融温度和流动性，影响FDM成型的质量和成型速度。

研究如何选择适合的材料，并对不同材料的加工参数进行优化，是提高FDM成型质量和效率的关键。

3. 系统稳定性问题：FDM快速成型系统由多个硬件和软件组成，如挤出机、喷嘴、传感器、控制系统等。

这些组件之间的稳定性和协调性对FDM成型结果有着重要影响。

研究如何提高FDM系统的稳定性和效率，包括优化系统结构、改进传感器和控制算法等方面，是重要的问题。

4. 模型支撑结构问题：在FDM快速成型过程中，为了保持模型的形状稳定，需要添加支撑结构。

支撑结构的设计和移除对成型质量和效率有着重要影响。

研究如何设计适合的支撑结构，并开发高效的支撑结构移除方法，是提高FDM成型效率和质量的关键。

FDM快速成型加工工艺的问题研究是一个复杂而重要的课题。

通过对精度、材料选择、系统稳定性和模型支撑结构等问题的研究，可以不断改进FDM技术的制造质量和效率，并推动FDM快速成型在制造业的应用。

快速成型技术的心得心得：如何提高成型效率和质量

快速成型技术的心得心得：如何提高成型效率和质量快速成型技术的心得：如何提高成型效率和质量随着科技的不断进步，各种新型加工技术层出不穷。

其中快速成型技术因其快速、高效、精准等优点，在工业设计、医疗、航空航天等领域得到广泛应用。

然而，快速成型技术对成型效率和质量的要求很高，如何提高成型效率和质量成为了制约其应用的主要因素。

本文将从优化设计、材料选择、后处理等多个方面阐述如何提高成型效率和质量。

一、优化设计设计是成型的关键因素。

一个优秀的设计可以在一定程度上缩短成型周期，提高成型质量。

优化设计的具体操作有以下几个方面：1、简化构型。

设计简单的构型可以减少连接点、支撑点，降低成型难度。

如在SLA快速成型技术中，简单的构型可以降低生成的悬空部分，避免出现变形或断裂。

2、优化结构。

结构设计的优化可以经过预测、模拟和试验三个阶段完成。

预测阶段可以使用有限元方法对部件进行静态或动态分析，计算应力和变形。

模拟阶段可以将数字模型导入软件中进行仿真。

试验阶段可以将优化后的设计进行制作和测试。

3、合理放置支撑结构。

在使用部分快速成型技术时，支撑结构的设置至关重要。

任何快速成型技术都需要一定的支撑结构，以保证成型构型的稳定性。

但是，支撑结构太多、太大、太密集会直接影响成型效率和质量。

因此，在设计过程中，合理放置支撑结构是提高成型效率和质量的关键之一。

二、材料选择快速成型技术的材料也是影响成型效率和质量的重要因素。

每种材料都有各自的特点，对成型性能、机械性能、化学性能等指标都有不同的要求。

其中，选择合适的材料是非常关键的。

如果选择了质量低劣的材料，将直接影响成型效率和成型质量。

在选择材料时，应注意以下几点：1、优先考虑适用性。

在原材料不同的情况下，适用于具体快速成型技术的材料不同。

因此，在选材时，首先应考虑应用的快速成型技术。

2、考虑机械性能和化学性能。

材料的机械性能和化学性能是直接影响成型效率和质量的因素。

其中，机械性能受材料在力学中的表现影响，而化学性能则受其在化学中的表现影响。

快速成型技术之二

2.成型方向
（1）垂直方向的表面好于非垂直表面；
质量差
质量好
方案1
方案2
实际效果图（分层参数相同）：
方案1
方案2
（2）要保证模型上的孔或立柱的圆周表面质量，应使其轴线垂直于工作台表面。
（3）在保证成型质量的前提下，支撑越少越好。
支撑多
支撑少
方案1
方案2
（4）避免出现投影面积小，高度高的支撑面。
（2）填充线宽定义：模型中的层片填充线宽度。
填充线宽=0.2
填充线宽=0.3
填充线宽=0.4

填充线宽=1.0
结论：填充线宽越小，模型表面越密实；但过小会造成材料过堆，反而影响表面质量。合理范围:0.4≤填充线宽≤0.65。
（3）填充间隔定义：模型的层片上相邻两填充线的间距。间距=填充线宽（mm)×(填充间隔-1)（个）
成型质量和强度的影响因素
成型质量
(表面粗糙度）
分层参数成型方向面片的法向错误辅助支撑模型体积
强度
扫描次数成型方向
（一）质量的影响因素
1.分层参数
（1）层厚定义：模型的单层厚度。层厚与质量的关系：层厚越小，表面质量越高，成型时间越长。选择层厚的原则：在保证成型质量的前提下，尽可能的提高效率，不要盲目选择小的层厚。
填充间隔（mm）
10 5
填充线间距（mm） 3.6 3.6
模型1
模型2
结论：要提高表面质量，填充线宽和填充线间距都不能太大。
课堂总结： 1.成型质量的影响因素 ------分层参数的设置 2.强度的影响因素 ------成型方向 3.理论联系实际
复习：快速成型技术概述

快速成形精度-知识小结

3.成形过程对精度的影响 3.1 层准备时产生的误差 ---液面位置波动产生的误差
3.2 层制造与层叠加产生的误差 - 原材料在成形中产生的误差
a) 原材料的状态变化 b) 不一致的约束 c) 叠成高度的累积误差 d) 成形功率控制不恰当使原型产生误差 e) 工艺参数不稳定产生的误差
4.后处理过程对成形精度的影响
扫描直径的限制成形材料的收缩变形及热应力分布不均机械本体的化处理：在对三维CAD模型分层切片前，需作实体曲面近似处理，用平面三角面片近似模型表面。
圆柱体面型化的形状
2.3 分层切片时产生的台阶误差
分层切片是在选定了制作方向后，需对STL文件格式进行一维离散，从而获取每一薄层截面轮廓及实体信息。切片不仅破坏了模型表面的连续性，而且不可避免地丢失了两切片层间的信息、导致原型产生形状和尺寸上的误差。
后处理过程引起的误差： SL、FDM制品，剥离支撑材料后工件可能发生形状及尺寸的变化，破坏已有的精度。 LOM制品在剥离废料时受力产生变形，尤其是薄壳类零件变形严重 SLS成形金属件时，原型重新置于加热炉中烧除粘结剂、烧结金属粉和渗铜，引起工件
形状和尺寸误差在修补、打磨、抛光，表面涂覆过程中，处理不当影响原型的尺寸及形状精度
快速成形精度
1.快速成形精度的概念
快速成形精度是指成形件与原三维CAD设计模型之间的符合程度，包括几何形状精度、尺寸精度以及表面精度
2.快速成形精度的影响因素
工艺和设备对成形精度的影响数据处理过程对成形精度的影响成形过程对成形精度的影响后处理过程对成形精度的影响
2.1 工艺和设备对成形精度的影响：