快速成型综合实验
快速成型技术个人实验报告
开放性实验快速成型制造技术实验报告班级：学号：姓名：指导教师：一：快速成型介绍快速原理制造技术，又叫快速成型技术，（简称RP技术）；英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTURING，简称RPM。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。
但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"，类似于数学上的积分过程。
形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
RP系统的基本工作原理RP系统可以根据零件的形状，每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面，然后再把它们逐层粘结起来，就得到了所需制造的立体的零件。
当然，整个过程是在计算机的控制下，由快速成形系统自动完成的。
不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同，系统的工作原理也有所不同，但其基本原理都是一样的，那就是"分层制造、逐层叠加"。
这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。
每个截面数据相当于医学上的一张CT像片；整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。
RP技术是在现代CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。
RP技术的基本原理是：将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。
快速成型实验
当随着纸不断的叠加，升降台会不断的下降，此时切割的图片会在不断的变化。以下一系列图可以看出切割层数和轮廓的变化。
图4.4刚切时图层显示图4.5刚切时的切割图
图4.6切到第一层模型图层图4.7第一层模型图层的切割图
图4.8刚切到侧脸的图层显示图4.9切到侧脸时的切割图
图4.10切最后一层的图层显示图4.11最后一层切割图
传统的加工方法又称为“去除”法：部分去除大于工作件的毛坯上的材料，而得到工件。快速成形技术彻底摆脱了传统的方法，也不同于传统的受迫成形（在模腔内成形），如铸、锻、挤压成形等，而采用全新的“增长”加工法即：用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件，将复杂的三维加工分解成简单的二维加工组合。因此，它不必采用传统的加工机和工模具，只需要传统加工方法的30-50%的工时和20-35%的成本，就能直接制造产品或模具。
4.最后由成形机成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体。
这样就将一个物理实体复杂的三维加工转变成一系列二维层片的加工，因此大大降低了加工难度。由于不需要专用的刀具和夹具，使得成形过程的难度与待成形的物理实体的复杂程度无关，而且越复杂的零件越能体现此工艺的优势。目前快速成形技术包括一切由ＣＡＤ直接驱动的成形过程。
三、实验设备、仪器和实验材料
1.HRP-B快速成型机
2.雕刻刀
3.502胶水
4.砂纸
5.热熔树脂涂覆纸
6.内六角扳手
HRP-B快速成型机的简介
HRP-II B快速成型机有三部分组成：数控系统、精密数控机械系统、激光器及冷却系统。
1)数控系统：他由高可靠性工业计算机、性能可靠的各种控制模块、电动驱动单元、高精度的传感器组成，配以HRP2004软件。其功能用于三维图形数据处理，加工过程的实时控制及模拟。HRP2004软件还具有STL文件识别及重新编码，容错及数据过滤切片技术，变网格划分技术，系统故障诊断，故障自动停机，STL文件可视化，及具有图形旋转、平移、缩放等功能。
《材料成型综合实验》3D打印实验报告
《材料成型综合实验》3D打印实验报告一、实验目的1、掌握快速成型加工原理、方法及在模具加工中的应用；2、了解快速成型机床的组成、工作原理和操作方法。
二、实验仪器HTS-400pl快速成型机、树脂丝材、计算机等三、实验原理3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉未状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
RP技术基本原理：离散—堆积（叠加）。
3D打印技术与激光成型技术基本上是一样的。
简单来说，就是通过采用分层加工、迭加成形，逐层增加材料来生成3D实体。
称它为“打印机”的原因是参照了其技术原理，3D打印机的分层加工过程与喷墨打印机十分相似。
首先是运用计算机设计出所需零件的三维模型，然后再根据工艺需求，按照一定规律将该模型离散为一系列有序的单位，通常在Z向将其按照一定的厚度进行离散，把原来的三维CAD模型变成一系列的层片；然后再根据每个层片的轮廓信息，输入加工参数，然后系统后自动生成数控代码；最后由成型一系列层片并自动将它们连接起来，最后得到一个三维物理实体。
四、实验过程基本过程如下：对要打印的零件进行三维建模，绘制三维图形，保存STL通用格式。
用3D 打印软件打开保存的STL格式的零件，在3D打印软件中设置相关打印参数，生成路径。
将3D软件生成的GSD格式用插卡的形式放在打印机里。
随后启动打印机即可。
实验的详细过程如下：首先进行的三维模型构建经常使用的软件有Pro/E、UG、SolidWorks、激光扫描、CT断层扫描等。
然后要对三维模型做近似处理，也就是用三角形平面来逼近原来的模型（STL文件）。
近似处理后进行切片处理，即对加工方向（Z方向）进行分层（间隔一般取0.05m--0.5mm，常用0.1mm ）。
之后进行打磨、抛光、涂挂、烧结等后处理步骤。
最后成型加工。
成型头（激光头或喷头）按各截面轮廓信息扫描。
其中分解（离散）过程由计算机完成，组合（堆积）过程由成型机完成，后处理过程中的结构与性能的加强由其他辅助设备完成。
快速成型实验指导书(实验一)
快速成型实验要求课程共安排了8学时的实验教学，为保证实验教学质量，做以下要求：1．实验在机械CAD中心和快速成型实验室进行。
2．学生进入实验室之前，必须复习课堂上讲解的命令的用法，预习实验目的、步骤及将要完成的图形。
进实验室时，教师可根据实际情况提出相关问题，考查学生复习情况。
对未复习或预习者，教师可拒绝其做实验。
3．学生在做实验时，必须遵守实验纪律，不得迟到、旷课和早退。
4．学生在做实验时，必须爱护仪器设备，严格按照操作步骤上机。
5．实验报告应包括实验目的、实验内容、实验步骤、问题分析等。
6．实验指导教师对实验报告进行批改，最后结合复习、课程纪律、作图效果、实验报告书写等方面综合打分，把该成绩签在报告成绩栏上，并进行成绩记录。
实验一：Magic RP软件基本操作(1学时)一、实验目的1．熟悉Magic RP软件界面及运行环境的配置。
2．熟悉软件的基本操作。
3．掌握Magic RP软件中STL文件的检验与修复。
4．掌握Magic RP中对零件加支撑的操作。
5．掌握Magic RP中的分层操作及生成二维层片文件的方法。
二、实验设备PC机，配置：PIII450/内存128M/显卡TNT32M/硬盘10G以上。
三、实验内容1．熟悉Magic RP的基本操作。
2．熟悉软件的基本操作。
3．掌握Magic RP中对零件加支撑的操作。
4．完成指导教师指定的STL文件的检验、修复及切片。
四、实验步骤1．上机，运行Magic RP。
2．熟悉file菜单下的Machine setup中各项设置。
3．熟悉基本绘图命令、显示命令、图形变换命令等。
4．熟悉Support generator菜单下的各项命令，并完成对零件加支撑的操作。
5．熟悉Fix tools bar菜单下的各项命令，掌握STL文件的检验与修复方法。
6．熟悉Slicer菜单下的命令，并完成一个零件的切片操作。
7．熟悉Mark toolbar菜单下的标记命令，结合标记命令进行STL文件的修复。
快速成型实验报告
快速成型制造技术实验报告快速成型制造技术实验报告一、实验目的1了解激光器的工作原理及其运行特点。
2了解高功率横流CO激光成套设备的工作流程以及设备的组成。
2二、实验仪器DL-HL-TX型CO激光器DL-LX型冷水机组DL-LPM多功2能数控加工机床三、设备组成及技术指标DL-HL-TX型CO激光器2DL-HL-TX000 型系列横流高压直流电激励千瓦级连续CO激光2器是一种大功率工业用气体激光器。
该系列激光器采用高压直流横向电激励、工作气体横向快速流动、多针－平板的电极结构，以获得大体积、均匀稳定的辉光放电，通过自动充排气系统补充气体，排出废气，实现了激光气输出大功率、长时间连续稳定运转。
该系列激光器采用机电一体化结构，具有性能稳定、一机多用、运行可靠、结构紧凑、操作和维护方便、外形美观、控制功能等特点。
其输出光束为多模或低阶模，能量分布均匀、稳定。
作为一种精密可控、高能量密度集中的热源，可对金属表面进行多种强化处理。
DL-LX型冷水机组。
本机组是为大功率激光排热设计的制冷换热设备。
它提供激光器的冷却循环水。
温度在5℃－30℃间可任意选择，其数值采用数字显示，它另外提供激光器一路环温水系，其温度根据用户需要调节，使观察镜面不致结露而影响效果。
为满足激光器的清洁要求，本机组的水箱、水泵均采用全不锈钢，管接头采用铜、塑料，管路采用不锈钢管或塑料软管。
DL-LPM多功能数控加工机床1 可以根据用户要求，进行个性化设计。
2 该型加工机由加工机本体及德国西门子SINUMERIK 802D型数控系统组成，具有工作稳定可靠，维护方便。
在加工中主要运动由光头完成，工件仅做转动，可完成平面、曲面工件加工，且由于聚焦光头可作手动转动，对复杂的曲面也有一定的加工能力。
3 送粉装置此套装置为选配装置，主要适用于对轴类和平面类工作做熔覆修复时补充粉末用，该装置送粉量均匀，转速平稳，保证加工中的成型及熔覆质量。
4数控系统数控系统采用德国西门子SINUMERIK 802D控制系统及交流伺服设备。
光固化快速成型实验指导书
光固化快速成型实验指导书1.实验目的快速成型（Rapid Prototyping）技术是20世纪80年代后期发展起来的一种新型制造技术，是近20年制造技术领域的一次重大突破。
通过实验使学生对快速成型技术的成型过程有较生动的理解，以及了解快速成型技术的应用。
2.实验仪器与设备（1）UG、3DMAX、CATIA、SOLIDWORKS等三维造型软件。
（2）数据处理部分主要使用光固化快速成形系统数据准备软件Rp Data对三维模型进行加支架、分层；（3）采用的SLA成型设备是西交大SLA（XJRP）激光快速成型机，型号为SPS450B，如图2-2；它采用高精密聚焦系统，在整个工作面上光斑直径<0.15mm，采用伺服电机、精密丝杠组成闭环控制系统，使Z向升降台重复定位精度达到±0.05mm；采用超高速扫描器，激光扫描速度可达到8m/s，制作速度可达到60g/h，特别适合于企业及激光快速成型服务中心。
SPS系列激光快速成型机成型效率高，适宜汽车等大型物件成型。
其技术参数如下表3-1。
表3-1 SLA技术参数图3-2 激光快速成型机3.实验原理光敏树脂液相固化成型（SLA—Stereolithography Apparatus）光敏树脂液相固化成形又称光固化立体造型或立体光刻。
其工作原理如下图所示。
由激光器发出的紫外光，经光学系统汇集成一支细光束，该光束在计算机控制下，有选择的扫描液态光敏树脂表面，利用光敏树脂遇紫外光凝固的机理，一层一层固化光敏树脂，每固化一层后，工作台下降一段精确距离，并按新一层表面几何信息使激光扫描器对液面进行扫描，使新一层树脂固化并紧紧粘在前一层已固化的树脂上，如此反复，直至制作生成一个零件实体模型。
激光立体造型制造精度目前可达±0.1mm,主要用作为产品提供样品和实验模型。
图3-3 光固化原理4.实验内容与步骤4.1 三维模型制作用CAXA、UG、等三维造型软件制作任意加工零件。
快速成型实验-指导书
快速成型实验指导书1、实验目的1）掌握快速成形的基本理论；2）了解快速成形工艺方法种类及特点；3）掌握快速成形设备操作方法。
2、快速成型技术的原理及应用快速成型属于离散／堆积成型。
它从成型原理上提出一个全新的思维模式三维模型，即将计算机上制作的零件三维模型，进行网格化处理并存储，对其进行分层处理，得到各层截面的二维轮廓信息，按照这些轮廓信息自动生成加工路径，由成型头在控制系统的控制下，选择性地固化或切割一层层的成型材料，形成各个截面轮廓薄片，并逐步顺序叠加成三维坯件，然后进行坯件的后处理，形成零件。
目前RP技术的发展水平而言，在国内主要是应用于新产品（包括产品的更新换代）开发的设计验证和模拟样品的试制上，即完成从产品的概念设计（或改型设计）--造型设计--结构设计--基本功能评估--模拟样件试制这段开发过程。
对某些以塑料结构为主的产品还可以进行小批量试制，或进行一些物理方面的功能测试、装配验证、实际外观效果审视，甚至将产品小批量组装先行投放市场，达到投石问路的目的。
快速成型的应用主要体现在以下几个方面：（1）新产品开发过程中的设计验证与功能验证。
RP技术可快速地将产品设计的CAD模型转换成物理实物模型，这样可以方便地验证设计人员的设计思想和产品结构的合理性、可装配性、美观性，发现设计中的问题可及时修改。
如果用传统方法，需要完成绘图、工艺设计、工装模具制造等多个环节，周期长、费用高。
如果不进行设计验证而直接投产，则一旦存在设计失误，将会造成极大的损失。
（2）可制造性、可装配性检验和供货询价、市场宣传，对有限空间的复杂系统，如汽车、卫星、导弹的可制造性和可装配性用RP方法进行检验和设计，将大大降低此类系统的设计制造难度。
对于难以确定的复杂零件，可以用RP，技术进行试生产以确定最佳的合理的工艺。
此外，RP原型还是产品从设计到商品化各个环节中进行交流的有效手段。
比如为客户提供产品样件，进行市场宣传等，快速成型技术已成为并行工程和敏捷制造的一种技术途径。
《快速成形技术》实验指导书概要
实验须知实验课是整个学习过程的一个重要环节, 通过实验可以提高学生分析问题和解决问题的能力,使学生掌握基本的实验方法与操作技能。
一.实验目的1.加深理解和巩固课堂教学的基本知识。
2.培养正确的科学实验方法,培养严谨的科学工作作风。
3.能独立操作和独立完成实验任务,提高在实验中分析问题和解决问题的能力。
二.实验任务1.学习利用 Pro/E设计三维零件2.掌握 STL 文件的生成方法和精度确定。
3.掌握切片加工软件的应用。
4.了解 LOM 快速成形机的基本结构及加工原理。
5.学习 LOM 快速成形机的基本操作及应急处理。
6.了解纸基快速原型的后处理过程。
三.实验前的准备实验能否顺利进行并收到预期效果,对实验的预习准备是非常重要的。
因此,学生应在每次实验课之前认真阅读实验指导书,并复习教材中的相关内容。
明确实验目的、实验内容、实验原理、实验方法、步骤以及实验的注意事项。
四.实验课的进行1.学生进入实验室后要严格遵守实验室的规章制度和安全操作规程。
2.认真听取实验指导教师对实验的介绍。
3.观察实验中出现的各种现象,记录实验数据。
4.实验结束后,计算机应正常退出、断电,快速成型机应按照要求的程序断电。
清理实验现场后方可离开实验室。
五.实验报告试验报告是对实验工作的总结,应简明地将实验结果完整、真实地表达出来。
试验报告要求文理通顺,字迹端正、清晰,分析合理,结论正确,讨论中肯。
试验报告应包括以下内容:1.实验名称、系别、专业、年级班次、实验者及同组人姓名、实验日期。
2.实验目的3.主要实验内容及结果。
4.对实验结果进行分行、讨论,回答实验指导书中提出的问题。
实验一快速原型建模及前置处理一.实验目的1.学习用三维零件设计软件,进行零件的三维设计。
2.掌握 STL 文件的生成方法和精度确定,了解估算加工时间软件的应用。
二.实验内容1.设计三维数字模型1参照给出的工程图设计零件的三维实体造型。
2学生自行设计三维数字模型,要求:高 <15mm,长 /宽 <130mm。
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快速成型综合实验
课程负责人：陈磊开课部门：机械学院编写时间：2008 年 4 月
一、课程内容简介
要求学生能够应用三维激光扫描仪及相关软件，进行点云采集和处理。
能够应用快速成型系统进行产品加工
二、实验教学目的与任务
逆向工程及快速成型技术综合实验是一门工程专业实验课，是理论与实验相结合并以实验为主的课程。
通过课程学习，学生掌握逆向工程及快速成型技术的基本内容和基本理论，并能够运用基本操作方法。
来完成实验内容。
三、实验教学的基本要求
依据逆向工程及快速成型技术教学课程设置，在现有实验条件下本着实践性基本理论与技术等相结合的原则，要求学生在掌握基本理论参考相关实验基础上参考相关资料和操作手册，能够应用三维激光扫描仪及相关软件，进行点云采集和处理。
能够应用快速成型系统进行产品加工
四、教学内容及要求
（二）实验教学部分
五、考核与成绩评定
实验报告的主要内容应包含实验项目的概述，简述各自所做产品的特征及基本制作工艺要求，实验数据采集、处理工艺参数的确定的处理方法结果。
考核要求以平时实验的动手能力，实验态度及实验报告成绩来考核。
六、实验指导书及参考资料
1、指定用书
[1] 《逆向工程综合技能实训教程》黄诚驹编
2、参考书
[1]《逆向工程技术》金涛、童水光编
[2] 《快速成型技术》王运赣编
3、其它。