浅谈3D打印的误差分析

合集下载

如何应对3D打印技术中的打印位置偏差

如何应对3D打印技术中的打印位置偏差

如何应对3D打印技术中的打印位置偏差3D打印技术在近年来得到了广泛的应用和发展,为制造业带来了许多新的机会和挑战。

然而,与其他制造技术相比,3D打印技术面临的一个常见问题是打印位置偏差。

本文将探讨如何应对3D打印技术中的打印位置偏差,并提供几种解决方案。

首先,了解打印位置偏差的原因是解决问题的第一步。

打印位置偏差可能由多种因素引起,如机器精度、CAD模型准确性、材料特性等。

打印位置偏差可能导致零件不符合设计要求,影响产品的质量和性能。

其次,合理设计和准备CAD模型是解决打印位置偏差的关键。

在进行3D打印之前,必须设计符合制造要求的CAD模型。

确保模型准确、完整,并避免存在几何缺陷。

此外,合理的支撑结构的设计也是防止位置偏差的一项重要工作。

支撑结构可以提供额外的支撑和稳定性,确保打印过程中的位置准确性。

在打印前,进行打印参数优化也是减少位置偏差的一种方法。

不同的3D打印技术和材料需要不同的打印参数设置。

通过调整打印速度、温度、层高等参数,可以减少位置偏差。

值得注意的是,打印参数的优化需要在实践中进行试验和调整,以达到最佳效果。

选择适当的3D打印技术和机器也是应对打印位置偏差的重要因素。

不同的打印技术和机器具有不同的精度和稳定性。

根据产品的需求和设计要求选择合适的打印技术和机器,可以最大限度地减少位置偏差的发生。

同时,保持3D打印机的良好维护和保养也可以提高机器的稳定性和精度。

另外,后处理步骤也是减少位置偏差的一种方法。

例如,通过研磨、打磨、轻微修正等方法可以修复部分位置偏差。

此外,使用精确测量工具进行检测和校准也可以帮助找出位置偏差并进行调整。

最后,持续改进和优化的意识也是应对位置偏差的关键。

随着3D打印技术的发展,新的材料、机器和软件不断涌现。

通过关注行业动态、学习新的技术和方法,不断改进和优化3D打印过程,可以更好地应对位置偏差的挑战。

总结起来,应对3D打印技术中的打印位置偏差需要综合考虑多种因素。

SLA光固化3D打印成型误差分析

SLA光固化3D打印成型误差分析

SLA光固化3D打印成型误差分析SLA光固化3D打印技术是一种快速成型技术,它利用光敏树脂在紫外线的照射下固化成型。

SLA光固化3D打印技术具有成型速度快、成型精度高、成型效率高的优势,广泛应用于航空航天、医疗器械、工业制造等领域。

在SLA光固化3D打印过程中,会存在一定的成型误差,对成型误差进行分析是提高打印质量的关键。

一、成型误差的定义SLA光固化3D打印的成型误差是指在打印过程中,实际成型物件与设计模型之间的差异,包括尺寸误差、形状误差等。

成型误差的存在会影响打印件的精度和质量,因此需要对成型误差进行分析,找出产生误差的原因,并采取相应的措施进行改进。

1. 设计模型精度不足在SLA光固化3D打印过程中,设计模型的精度直接影响着实际成型件的精度。

如果设计模型的精度不足,那么实际成型件的精度也会受到影响。

设计模型的精度要求较高,需要使用专业的建模软件进行设计,确保模型精准无误。

2. 光固化树脂的性能问题光固化树脂是SLA光固化3D打印的主要材料,其性能直接影响着打印件的质量。

如果光固化树脂的性能不稳定或者杂质较多,就会导致成型件表面粗糙、尺寸不准确等问题。

选择优质的光固化树脂对于提高打印质量非常重要。

3. 光源与打印平台的校准SLA光固化3D打印是通过紫外线的照射固化树脂,而光源的光强和打印平台的位置都会影响成型件的质量。

如果光源的光强不均匀或者打印平台的位置不准确,就会导致成型件的质量不稳定,出现成型误差。

4. 打印参数设置不当在SLA光固化3D打印过程中,打印参数的设置直接影响着成型件的质量。

如果打印参数设置不当,如光照时间、光强度、层厚等参数不合理,就会导致成型件表面光滑度不够、尺寸不准确等问题。

三、成型误差的分析方法1. 数值模拟分析通过数值模拟软件对SLA光固化3D打印过程进行模拟分析,可以得出成型件的理论尺寸和形状,然后与实际成型件进行对比分析,找出成型误差的原因。

2. 成型件的实测分析对实际成型件进行三维测量,使用光学显微镜、扫描电子显微镜等设备对成型件进行表面形貌和尺寸特性的分析,找出成型误差的具体位置和原因。

SLA光固化3D打印成型误差分析

SLA光固化3D打印成型误差分析

SLA光固化3D打印成型误差分析随着SLA光固化3D打印成型技术的发展,该技术已经广泛应用于许多领域,例如工业原型,艺术品制作,医学模型和数控加工等。

然而,随着成型对象越来越复杂和大型化,误差问题也变得更加突出。

针对SLA光固化3D打印成型误差这一问题,本文进行了分析。

首先,光固化3D打印成型误差主要源于几个方面。

第一,机器固有误差:包括打印机结构设计缺陷、打印机零件加工、材料不同等问题。

第二,设计和建模误差:包括设计图纸和建模文件的错误和偏差,导致打印输出与设计不一致。

第三,材料和工艺误差:包括材料选择不当、光源球泡寿命等材料问题,以及打印机调试不当、切片参数设置不当等属于工艺误差。

1.视觉分析法:通过肉眼观察成品表面的质量,来判断是否存在误差,该方法简单易行,但精度较低。

2.三坐标测量法:通过三坐标测量仪测量打印件的尺寸和形状误差,来判断成品的精度是否满足要求。

该方法具有高精度,但需要专业设备和人员,并且测试时间较长。

3.微米管及其图像处理技术测量法:该方法利用微米管在打印件上的对比度差异,结合计算机图像处理技术,测量打印件的表面形态。

最后,在减少SLA光固化3D打印成型误差方面,常用的方法包括以下几种:1.调整材料参数:例如调整材料比例、颜色、层厚度等。

2.升级打印机:使用更高档次的打印机,更好的材料和更精良的零部件,从而提高打印精度。

3.选择合适的工艺参数:包括温度、层厚和速度等,以提高打印精度和减少误差。

4.优化设计结构:通过修改设计文件和调整结构,来减少误差的发生。

综上所述,SLA光固化3D打印成型误差是当前需要解决的问题之一。

通过对误差来源进行分析,并采取相应的排除方法,可以有效提高打印精度和减少误差。

3D打印件几何精度误差的成因分析

3D打印件几何精度误差的成因分析

Equipment Manufacturing Technology N o.7,20203D 打印件几何精度误差的成因分析章彬(安徽国防科技职业,安徽六安237011)摘要:随着普通桌面3D 打印机的普及,越来越多的人开始接触和使用3D 打印技术,然而打印件精度却不尽人意。

从数据处理、设备工艺和后处理三个方面,对3D 打印件几何精度误差的形成原因进行分析,找出其误差产生的原因,提出 了减少误差的措施和方法,对从事3D 打印技术应用有一定的指导意义。

关键词:3D 打印;几何精度;S T L y 数据处理;后处理中图分类号:T H 166文献标识码:A文章编号:1672-545X ( 2020)07-0128-03绪论3D 打印又称增材制造,是一种以数字模型文件为基础,运用粉末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=>?,目前3D 打印 数字模型文件最常见的是S T L 格式数据。

3D 打印零件的质量目前还没有形成一致认可的 行业或国际标准,所以其加工精度仍然套用金属加 工零件精度的概念,主要包括尺寸精度、形状位置精 度以及 质量[2]。

3D 打印零件的形成过程,零件的主要1 所 。

图1影响3D 打印件精度的主要因素1 3D 打印的数据处理带来的误差数据是3D 打印的一步,是获取3D 打印机能识别的模型数据,其精度接打印机的运精度,也就影响了打印件的形状尺寸精度。

获取模型数据过,主要来源于获得S T L 模型带来的层的。

3D 打印的S T L 模型来 C A D 模型和三维扫描数据,C AD 模型的S T L 数据通常是通过体或曲面数据来的,容获的S T L 数据[2]。

1.1三维CAD 模型输出STL 模型产生的误差C A D数模格,用形型 获的S T L 模型数据,是成,是数模 模型。

S T L 模型的是形的标量 a S T L 模型的精度由C A D 模型 形的制,2所 ,是形的。

3D打印中如何处理打印物尺寸误差问题

3D打印中如何处理打印物尺寸误差问题

3D打印中如何处理打印物尺寸误差问题在3D打印领域,打印物尺寸误差是一种普遍存在的问题。

由于制造材料的性质以及机器设备的限制,3D打印出的物体往往会存在一定的尺寸误差。

这种误差可能会对制造行业、研究领域以及个人用户产生一定的困扰。

因此,处理3D打印物尺寸误差问题是一项重要的任务,下面将介绍几种常见的处理方法。

首先,了解3D打印中的尺寸误差来源对解决问题至关重要。

尺寸误差的来源主要包括材料性质、设备限制以及设计问题。

不同的制造材料具有不同的物理特性,如热胀冷缩、塑料流动性等,这些都会对打印物的尺寸造成一定的影响。

机器设备的限制也会对精度造成一定的影响,如机器的分辨率、轨迹精度等。

最后,设计问题也是产生尺寸误差的主要原因之一,如果设计文件中存在不合理的尺寸设定或者缺乏必要的修正处理,那么打印出的物体的尺寸误差可能会更大。

针对3D打印中的尺寸误差问题,一种常见的处理方法是在设计阶段进行合理的修正和调整。

在设计过程中,可以通过增加或减小关键部位的尺寸,来补偿打印过程中的误差。

这需要对材料的性质和打印机的限制有一定的了解和判断。

此外,还可以利用CAD软件对设计文件进行预处理,比如添加间隙或调整细节尺寸,来使最后打印出的物体符合期望的尺寸要求。

另外,校准3D打印机也是解决尺寸误差问题的关键步骤之一。

对于打印机而言,准确的校准可以提高打印的精度和稳定性。

根据打印机的型号和技术,可以通过调整温度、打印速度、床平整度等参数来进行校准。

在进行校准过程中,一般会使用一些标准件进行测试和比对,以确保打印机工作的准确性。

此外,定期的维护和保养也是保持打印机正常工作的重要环节。

除了以上的处理方法,还有一种常用的技术是后处理。

后处理是指在3D打印完成后,对打印物进行进一步的加工和处理。

其中,涂覆、打磨、切割等方法可以用来改善物体的表面质量和形态。

另外,一些特殊工艺如金属喷涂、电化学抛光等也可以通过后处理来减小尺寸误差。

然而,需要注意的是,在进行后处理时要与设计和打印阶段进行协调,确保后处理后的尺寸仍然符合要求。

SLA光固化3D打印成型误差分析

SLA光固化3D打印成型误差分析

SLA光固化3D打印成型误差分析随着3D打印技术的发展,SLA光固化3D打印成为一种常见的快速成型方法,它在制造高精度和复杂形状的零件方面表现出色。

然而,SLA光固化3D打印过程中会产生成型误差,这会影响零件的准确性和质量。

因此,理解SLA光固化3D打印成型误差的来源和机理对提高零件制造的精度至关重要。

1.光固化树脂材料性能误差光固化树脂是SLA3D打印过程中最重要的原材料之一,其物理和化学性质会影响3D 打印成型的准确性和质量。

光固化树脂的流动性、收缩率和机械性能是影响SLA3D打印的主要因素之一。

例如,低流动性的树脂可能会导致边角出现缺陷:一些区域可能因过度喷涂而变得厚重,另一些区域则可能在薄壁处发生塌陷。

高收缩率的树脂则会导致印刷出来的物件尺寸变小,影响到最终的准确度和质量。

2.光固化方法SLA 3D打印机使用激光或DLP光源照射光敏树脂,以形成零件的形状。

然而,由于光敏树脂的光学特性有所不同,不同的光源会产生不同的成型误差。

例如,使用DLP光源进行3D打印时,它的光源会投射在整个构建平台上,使整层树脂同时固化,因此在高度方向产生误差的可能性较小。

而使用激光光源进行3D打印时,光束只能聚焦在一个点上,使得在Z方向很容易产生误差。

3.构件设计设计的复杂性和内置结构会影响SLA 3D打印的成型效果。

在SLA 3D打印过程中,支撑材料用于支撑零件的较小和更脆弱的部分。

如果不合理开发支撑结构,就容易导致成品表面不平整、倾斜等问题。

因此,设计人员需要针对SLA 3D打印工艺进行设计优化,以最大程度地减少支撑材料带来的误差。

总体而言,SLA光固化3D打印成型误差源头较多。

在实际操作过程中,需要根据具体情况来选择合适的光固化树脂材料,并针对零件的设计和支撑要素进行优化,以提高SLA 3D打印的成型精度和质量。

SLA光固化3D打印成型误差分析

SLA光固化3D打印成型误差分析SLA光固化3D打印技术是一种快速成型技术,它能够快速制造出具有复杂形状的零件,受到了越来越多工程技术专业人员的青睐。

SLA光固化3D打印的基本原理是将液态光敏树脂材料通过激光、光束或者紫外线等光源进行照射,使得光敏树脂发生固化反应,最终形成所需零件。

由于该技术具有良好的精度与表面光洁性,因此在制造高精度零件的应用中非常广泛。

然而,SLA光固化3D打印成型的精度不可能完全避免误差的发生,因此在进行该技术制造时,需要对误差进行分析,找到误差的来源以及解决方案。

本文将对SLA光固化3D打印成型的误差进行分析,并提出相应的解决方案。

1.光源误差SLA光固化3D打印制造时,光源照射是非常重要的,因为只有光源照射到指定的位置,才能够使得光敏树脂发生固化反应。

然而,光源照射也存在误差,例如光源强度,照射波长,照射时间等因素都会影响最终零件的质量。

解决方案:可以通过对光源进行误差校正和调整,来达到精度要求,最好选择质量优良的设备。

此外,在进行制造过程中,也应该对每一次光源的使用进行监测和确保其符合制造要求。

2.材料误差SLA光固化3D打印制造的零件是由光敏树脂材料完成的,而材料的选择和性能也会影响零件的精度。

例如,不同牌号、批次的光敏树脂在固化时间、收缩率、流动性等方面存在差异,在制造过程中也会产生相应的误差。

解决方案:要根据所需零件的实际情况进行相应的材料选择,选用质量高、批次相同的材料来减少因为材料差异导致的误差。

同时,可以通过在材料配方上进行优化,来提升其性能。

3.机械误差SLA光固化3D打印机械部分中存在着相对位置偏差、机械振动等误差,这些误差也会影响零件的精度。

例如,零件尺寸和形状、层厚度、扫描速度等参数的设置不当,会导致机械误差积累,直接影响打印精度和质量。

解决方案:要进行仔细的机械调整,确保机械部分在正常使用过程中,不会产生不必要的误差。

在零件设计时,也要根据实际生产情况,合理设置相关参数。

3D打印技术中常见的打印精度问题及解决方法

3D打印技术中常见的打印精度问题及解决方法在3D打印技术中,打印精度是一个重要的问题,它直接影响到打印出的模型质量和准确性。

本文将探讨3D打印技术中常见的打印精度问题,并提供一些解决方法。

1. 熔融材料流动性差引起的细节精度问题在3D打印过程中,熔融材料的流动性差是一种常见的问题,它可能导致打印模型细节部分的失真或模糊。

解决这个问题的一个方法是使用更高质量的熔融材料,这些材料通常具有更好的流动性能,可以更准确地打印出细节部分。

此外,调整打印机的喷嘴温度和打印速度也可以改善打印精度,但要确保调整前后的温度和速度在合适的范围内。

2. 打印层与层之间的粘连力不足引起的精度问题打印层与层之间的粘连力不足可能导致打印出的模型层与层之间的间隙或松散,造成整体结构的不准确性。

为解决这个问题,可以尝试增加打印温度和调整打印速度,以增加熔融材料的粘连力。

此外,使用合适的打印底座和支撑结构也可以提高打印层与层之间的粘连力,确保模型的准确性。

3. 打印过程中的振动引起的误差问题在3D打印过程中,打印机的振动可能会导致模型精度的损失。

为了减少振动引起的误差,可以采取以下措施:- 使用更加稳固的打印机结构,减少机械振动的发生。

- 调整打印速度和加速度参数,避免产生过大的惯性力。

- 在打印机的基础上增加阻尼材料或减震装置,吸收振动能量。

4. 材料收缩引起的尺寸偏差问题在3D打印过程中,熔融材料在冷却过程中会发生收缩,这可能导致打印出的模型尺寸与设计尺寸有偏差。

为了解决这个问题,可以采取以下策略:- 使用具有较低收缩率的材料,例如ABS材料的收缩率相对较高,而PLA材料的收缩率较低。

- 调整打印温度和热床温度,使其能够最大程度地减少材料的收缩。

- 使用支撑结构和增加粘着剂,以减少模型变形和收缩。

5. 打印机本身的机械精度问题除了以上问题,打印机本身的机械精度也会直接影响打印精度。

为了解决这个问题,可以选择质量较高的打印机,确保其具备较高的机械精度。

3D打印激光烧结技术误差原因分析

3D打印激光烧结技术误差原因分析摘要:本文探究了金属材料加工阶段激光烧结工艺形成误差的主要原因。

关键词:三维打印;激光烧结;SLS;误差3D打印工艺的原理为增材制造法,是采用加热、光照等手段融化材料之后根据特殊路径完成涂抹堆积,进而实现产品成型。

相较于以往的切削生产,3D打印节省刀具,也无原始毛坯料。

3D打印技术种类中,使用最普遍的是SLS技术,但是由于其精度较低,始终没有在制造领域得到突破。

1、3D打印基本原理2009年,由ASTM间3D打印科技界定为:一种基于3D信息层层叠叠添加材料构成物体的加工方式。

相较于以往的切削生产,3D打印工艺又叫做增材生产。

物体模型通常利用3D软件创建,然后通过电脑切片系统导出模型具体信息,打印机读取信息后就可以堆积出物体。

在把3D信息化模型输出至3D打印机以前,要对3D模型做好分层切片,加工成若干个薄层,与微分操作相似,再把描述薄层的信息化资料输出至打印机,三维打印机层层打印出来,与积分操作相似,直至把整个形状堆积成型。

采用三维激光打印方法时,产品规划内容是:创建3D模型,形成CAD格式的资料,再把CAD格式的资料利用切片系统处理,形成STL格式的资料,根据产品特点科学选取切片速率、切片厚度与切片方向等,完成切片处理,根据激光采用烧结方案、光固化方法等完成切片叠加,然后对构造的物体展开高温、磨光等操作,形成高质量产品。

2、3D打印类型在1984年以后的5年内,3D打印工艺得到了快速发展。

SLA技术、SLS技术、以及FDM技术陆续被突破,通过几十年发展,先进3D打印工艺已融入人们生活中。

下面分析当下比较成熟的几类3D打印工艺。

3DP工艺是将胶状液体铺于粉末上进行打印的模式。

这种技术生产的零件强度很高,能制造小型塑料产品,但是很难一次性成型,要求对零件做后加工。

2.2FDM工艺主要是加热融化丝状物料,把融化后的物料涂于操作台上,伴随操作台的降低,材料堆积完,最终做好造型。

SLA光固化3D打印成型误差分析

SLA光固化3D打印成型误差分析SLA光固化3D打印技术是一种常用的快速成型技术,其优点在于成型精度高、表面光滑、可制造复杂结构等特点。

在实际应用中,由于各种因素的影响,SLA光固化3D打印成型中难免会出现一定的误差。

对SLA光固化3D打印成型误差进行深入分析并提出相应的解决方法,对于提高成型质量具有重要意义。

1. 几何形状误差几何形状误差是指被实际成型零件的实际尺寸和设计尺寸之间的偏差。

这种误差通常是由于光固化材料的收缩、变形等因素引起的。

2. 表面粗糙度误差3. 其他误差除了上述两类误差外,SLA光固化3D打印成型中还会出现很多其他形式的误差,比如材料选择不当引起的颜色误差、过程温度控制不当引起的热应力误差等。

1. 光固化材料的选择不同的光固化材料具有不同的物理、化学性质,选择不当的光固化材料会导致成型误差的增加。

2. 光源能量的控制光源能量的大小会直接影响到成型材料的固化速度和固化深度,能量过大或过小都会导致成型误差的增加。

3. 斯托克斯系数对成型材料与不同时间与固化液的渗透关系Slurry在静止条件下,利用溶剂浓度分布,渗透力和液相介质,通过介质面的受体的粒子用速率的饱和挥发的力和沉淀4. 成型温度的控制成型温度对成型材料的流动性、粘度等性质有直接影响,温度控制不当会引起成型误差的增加。

5. 成型参数的选择成型参数包括层厚度、扫描速度、固化时间、固化能量等,这些参数的选择直接关系到成型质量,如果选择不当将引起成型误差的增加。

在实际应用中根据具体的成型要求和特点选择适合的光固化材料,可以有效地降低成型误差。

合理控制成型温度,可以保证成型材料的流动性和粘度,从而降低成型误差。

对成型参数进行调整,可以使成型过程更加稳定和可靠,从而减小成型误差。

5. 采用增强技术在实际应用中,可以通过增强技术如非机械加强技术增加材料的力学性能,从而减小因力学性能引起的成形误差。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

浅谈3D打印的误差分析
【摘要】本文从理论上介绍3D打印的基本原理,并系统的分析了成型的前期数据处理、成型加工过程和后处理三个阶段各因素对成型精度的影响。

同时,提出了改进成型制件精度的措施和方法,对快速成型技术的发展有一定的指导意义。

【关键词】快速成型;成型精度;工艺参数
0.引言
3D打印与传统的制造业去除材料加工技术不同,其遵循的是加法原则。

首先设计出所需零件的三维模型,然后根据工艺要求,按照一定的规律将该模型离散为一系列有序的单元,通常在Z向将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层),把原来的三维CAD模型变成一系列的层片;再根据每个层片的轮廓信息,输入加工参数,自动生成数控代码;最后由成形系统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。

目前基于分层制造原理,将三维造型转化为二维轮廓信息叠加造型的快速加工方法,其成型制件的精度与很多因素有关。

1.前期数据处理误差
在成型制件建模完成之后,需要将其进行数据方面的转换,目前被应用最多的就是STL格式文件,主要是用小三角面片来近似的逼近任意曲面模型或实体模型,能够较好的简化CAD模型的数据格式,同时在之后的分层处理时,也能够较好的获取每层截面轮廓上的相对于模型实体上的点。

1.1 STL格式化引起的误差
STL格式文件的实质就是用许多细小的空间三角形面来逼近还原CAD实体模型,其主要的优势就在于表达清晰,文件中只包括相互衔接的小三角形面片的节点坐标和其外法向量。

用来近似逼近的三角形数量将直接影响着实体的表面精度,数量越多,则精度越高,但是三角形数量太多即过高的精度要求,会造成文件内存过大,增加数据处理时间。

所以应在精度范围内选择合理的离散三角形数量。

当用建模软件输出STL格式文件时都需要确定精度,也就是模拟原模型的最大允许误差。

当表面为平面时将不会产生误差,如果表面为曲面时,误差则将不可避免的存在。

目前,为了得到准确的实体截面轮廓线,应用较多的就是采用CAD直接切片法,该方法可以从根本上消除由STL格式而造成的截面轮廓误差,同时也能够有效的消除格式转换造成的精度误差。

1.2模型分层对成型精度的影响
对模型进行分层处理的过程中会产生一定的误差,这种误差属于原理性误差。

分层处理是在STL格式转换之后,通过预先设定好成型的方向,设定好分层的厚度,就可以对模型进行分层切片处理了。

分层后会得到一组垂直于成型方向的彼此平行的平面,这些平面将STL格式文件截成等层厚的截面,截面与模型表面的交线即形成了该截面的轮廓信息,此信息可作为成型扫描过程中的数据。

因为每层之间有一定的距离,由于其破坏了模型表面的连续性,这样就可能丢失一部分的轮廓信息,造成模型的尺寸误差和表面精度。

2.成型加工误差
设备自身也存在着一定的误差,它造成的是成型件的原始误差。

设备自身误差的改善应该从其系统的设计和制造过程中入手,提高成型设备的硬件系统,以便改进成型件精度。

2.1工作台Z方向上的运动误差
它主要在丝杠的控制下,通过上下移动完成最终的成型加工。

所以工作台的运动误差将直接影响着成型件的层厚精度,从而导致成型件的Z向尺寸误差。

同时,工作台的运动直线度误差也会造成成型件的位置、形状误差和较差的粗糙度。

2.2 X、Y方向同步带变形误差
X、Y扫描系统:步进电机控制并驱动同步齿形带,然后带动打印头进行每层的扫描运动,是一个二维的运动过程。

在定位或者使用时间较长以后,同步齿形带可能会产生一定情况的变形,会严重影响扫描系统的定位精度,所以为了解决这个问题常采用位置补偿。

2.3 X-Y方向定位误差
成型机运动控制系统采用的是步进电机开环控制系统,电机自身和其各个结构都会对系统动态性能造成一定的影响。

X、Y扫描系统在往复的扫描过程中存在着一定的惯性,使扫描镜头的扫描尺寸其实大于成型件的设计尺寸,造成尺寸误差,同时,由于扫描系统在扫描过程中是一个加减速的过程,边缘扫描速度会小于中间扫描速度,这样就会导致成型件边缘的固化程度高于中间部分,固化不均匀。

扫描机构在成型过程中,总是在进行连续的往复填充运动。

驱动扫描机构的电机自身存在着一个固有频率,扫描不同线长的时候会出现各种频率,所以当整个机构发生谐振时,会给扫描机构带来很大的振动,严重影响成型的精度。

2.4挤料速度与扫描速度误差
在保证有足够加热功率和相同扫描速度的前提下,若挤料速度过高,在工件的表面及侧面就会出现材料溢出现象,导致表面粗糙,支撑结构与工件不易分离;若挤料速度过低,在扫描轨迹上就会出现材料缺失现象。

因此,适当降低挤料速度,能提高工件的表面品质,轮廓线更清晰,支撑结构与工件易于分离。

综上所述,通过优化工艺参数可以有效地提高成型件的精度和质量。

3.后处理产生的误差
成型完成之后,需要将成型件取下并去除支撑,对于固化不完全的成型件,还需要进行二次固化。

固化完成后还需对其进行抛光、打磨和表面处理等工序,将这些称之为后处理。

后处理对成型精度的影响可分为下列三种:
(1)支撑去除时,因为人为等因素有可能会刮伤成型表面或其精细的结构,严重影响成型质量。

为了避免这点,在支撑设计时应该选择合理的支撑结构,既能起到支撑作用又方便去除,在允许范围内少设支撑,节省后处理时间。

(2)成型后,由于工艺和本身结构问题,零件的内部还会存在一定的残余应力,并且在外部条件如温度、湿度等环境的变化下,成型件会产生一定的翘曲变形,造成误差。

应该设法减小成型过程中的残余应力,以提高零件的成型精度。

(3)成型后的零件在尺寸和粗糙度方面可能还不能完全满足用户的需求,例如表面存在阶梯纹、强度不够,尺寸不精确等,所以要对成型件进行进一步的打磨、修补、抛光和喷丸等处理。

如果处理不好,可能会对成型件的尺寸和表面质量等造成破坏,产生后处理误差。

综上所述,通过减小分层厚度可以通过自适应的分层方法能很好的提高成型件的表面精度,降低因分层数量较多而引起的效率降低问题,或者通过优化成型加工方向的办法来提高成型件表面质量。

其中优化成型加工方向在工艺上有一定的难度,对于成型加工方向的优化,不仅要考虑精度的因素,也要着重考虑成型效率和支撑设计等方面因素。

4.结论
自由成形件的精度是指加工后的成形件与原三维CAD模型之间的误差,主要有尺寸误差,形状误差和表面误差。

因为自由成形的全过程包括前处理、自由成形和后处理三个阶段,所以每个阶段都可能存在影响成形件精度的因素。

然而,成型件的精度不只与成型机本身精度有关,还与自由成形全过程中的其他因素有关,而(下转第156页)(上接第110页)且这些其他因素还更加难以控制。

[科]
【参考文献】
[1]胡庆夕,周克平,吴懋亮等.快速制造技术的发展与应用.机电一体化,
2003,8(5).
[2]朱林泉,白培康,朱江森.快速成型与快速制造技术.北京:国防工业出版社,2003.
[3]王广春,赵国群.快速成型与快速模具制造技术及其应用.北京:机械工业出版社,2003.
[4]于松章,洪军,唐一平.基于RE/RP/RT技术的产品快速开发集成制造系统.新技术新工艺,2004,8(3).
[5]勾吉华,彭颖红,阮雪榆.快速成型技术及其工艺分析.机械科学与技术,2000,2(19).。

相关文档
最新文档