光固化成型
光固化成型的步骤

光固化成型的步骤光固化成型是一种利用紫外线或可见光照射固化树脂的工艺,广泛应用于3D打印、光刻、涂层等领域。
以下是光固化成型的一般步骤,共分为前期准备、加料、涂布、光照固化和后期处理五个步骤。
1. 前期准备:在进行光固化成型之前,需要进行一些前期准备工作。
首先,准备好所需的光敏树脂材料,根据具体要求选择合适的树脂类型。
然后,根据设计要求准备好相应的模具或制作底板,保证光固化成型的精度和形状。
最后,确保光源和光固化设备的正常运行,以及工作环境的安全性。
2. 加料:将准备好的光敏树脂材料注入到模具中,或者直接倒在制作底板上。
在加料的过程中,需要控制好树脂的用量和均匀性,以确保成型品的质量。
同时,还可以根据需要添加一些颜料或填充剂,以调整成型品的特性或性能。
3. 涂布:如果是在底板上进行光固化成型,需要使用刮刀或刷子将树脂均匀涂布在底板表面,以确保成型品的平整度和光固化的均匀性。
在涂布过程中,要注意控制涂布厚度和涂布速度,避免出现过厚或不均匀的情况。
4. 光照固化:将涂布好的树脂放置在光固化设备中,通过紫外线或可见光照射树脂表面,引发光敏固化剂的活化,使树脂快速固化和硬化。
光照时间和光照强度需要根据具体的树脂类型和厚度来确定,通常需要一定的时间来确保树脂完全固化。
在光照固化的过程中,要注意保持光源和固化设备的稳定,以及确保光照的均匀性和一致性。
此外,要注意避免树脂表面产生氧化或污染,以免影响光固化效果和成型品的质量。
5. 后期处理:光固化后,可以根据需要对成型品进行后期处理。
例如,可以进行表面修整、去除多余的残留物、打磨或喷涂等,以获得最终的成品。
同时,还可以进行相关测试和检查,确保成型品的质量和性能符合要求。
需要注意的是,不同的光固化成型工艺可能会有一些特殊的步骤或要求。
因此,在具体操作过程中,应根据所使用的材料和设备的要求,遵循相应的操作规范和注意事项。
只有正确使用光固化成型技术,才能获得高质量的成型品和满意的成形效果。
光固化成型 光斑补偿

光固化成型光斑补偿
光固化成型是一种三维打印技术,通过使用光敏物质和紫外线激光,将液态光敏物质在光固化过程中逐层制备成三维实体。
而光斑补偿则是指在光固化过程中,由于光线从扫描系统发出后要经过光学元件的折射和散射,这些光线可能会穿过几个透镜或平面表面导致在焦点处形成光斑形变,导致成型精度下降和表面质量不佳的问题。
为了避免出现光斑形变问题,可以通过在扫描路径、扫描速度、激光功率等方面进行优化控制来减小影响。
同时,还可以针对不同离焦区域补偿光斑形变,提高光固化成型的精度和质量。
在光固化成型过程中,通过光斑补偿技术,不仅可以提高成型精度和表面质量,还可以大幅缩短成型周期,提高生产效率。
因此,光斑补偿技术在光固化成型中具有非常重要的应用价值。
光固化成形

激光器 扫描器 立板 网板 沉块 刮板 反射镜 光路板
树脂槽
快速成型制造技术
激光器:提供光固化光源,波长355nm紫外光 扫描器:使激光实现X-Y方向扫描 聚焦镜:使激光在焦点处会聚 反射镜:光路调整 立板:固定Z向工作台,固定液位调整系统 网板:支撑快速成型制件 树脂槽:盛装液体光固化树脂 沉块:调整液位,保证XY方向扫描精度 刮平装置:真空吸附刮平装置,保证层厚度
激励能源:使原子从低能级跃迁到高能级,形成粒子数反 转分布的外界能量。
激光器技术
一个外来光子激发原子产生另一个同性质的光子,这就是 说一个光子放大为 N1 个光子, N1 个光子将诱发出 N2 光子 ( N2>N1 ) …… 在原子受激辐射过程中,光被加强了,这 个过程就被称为光放大。
E2 E2-E1 E2-E1 E2 入射波 E2 出射波
SLA成形原理
3 、 激光束对新一层树 脂进行扫描固化,使新 固化的一层牢固地粘合 在前一固化层上。
4、重复 2 步和 3步,至整个 零件原型制造完毕。
最后升降台升出液体 树脂表面,即可取出工件, 进行清洗、后固化以及表 面光洁处理。
SLA成系统由激光器、 扫描器、光敏树脂、液槽、 升降台、树脂涂敷装置和 控制软件组成。
SLA成形系统扫描器
振镜是一种矢量扫描器件,它是一种特殊的摆动电机, 基本原理是通电线圈在磁场中产生力矩,但与旋转电机不 同,其转子上通过机械纽簧或电子的方法加有复位力矩, 大小与转子偏离平衡位置的角度成正比,当线圈通以一定 的电流时,转子发生偏转到一定的角度时,电磁力矩与回 复力矩大小相等,故不能象普通电机一样旋转,只能偏转, 偏转角与电流成正比,与电流计一样,故振镜又叫电流计 扫描器( galvanometric scanner ),反射镜安装在转轴出 端,由转子带动偏转。
光固化成型原理

光固化成型原理光固化成型(SLA)是一种采用光引发聚合反应来形成三维物体的制造技术,利用计算机辅助设计(CAD)软件生成的三维模型,经过光固化成型设备处理后,快速制造出三维实体模型。
光固化成型设备的工作原理是利用紫外光线(UV)激活液态光敏树脂,使其固化,建立一个薄层薄膜,再次通过逐层递增的方式形成三维物体。
光固化成型将树脂材料发光,由聚合发芽的一系列化学反应产生。
光源发射的紫外光线在液体树脂表面形成一层模型的,模型厚度可调节,然后以横向移动的方式进行成型。
在固化及横向移动的过程中,呈层状结构的物体逐层像遍及复印一样被从下到上递增生长,直至完全形成。
在操作过程中,首先需要建立所需的三维模型,这可以通过计算机辅助设计(CAD)软件完成。
然后将三维模型上传到光固化成型设备中,并进行树脂选择和调整,以确保所需的颜色、强度和材料特性。
光固化成型设备将液态树脂材料逐层递增地固化成形,包括固化、平台下降、新层形成等步骤,直至形成所需的三维物体。
固化过程既可以使用单一光源(SLA),也可以使用多光源(DLP)。
光固化成型的优点是速度快、精度高,可以制造出复杂的结构和内部空间,还可以同时制造多个物体。
与传统的制造方式相比,光固化成型费用较低,并且可以制造出高质量的样品或原型。
它在建筑、医疗、航空、汽车、消费品和舞台装置等多个领域得到了广泛的应用,其中最重要的应用之一是在医学领域制造医疗器械、牙模、假肢等。
光固化成型还可以用于生产小批量产品或定制件,从而实现快速生产,减少了研发时间和成本。
光固化成型技术优势较多,它的制造速度快、成效高、精度高、生产性别高、耗材成本较低、能制造特殊形状和结构的器件等优点,使其成为诸多制造业的首选,并在规模化生产中占据着重要地位。
然而,光固化生产在工艺流程和材料性能方面还存在一些问题,如层与层之间的结合强度不够强,较大尺寸的元件在水平方向上强度会变差,需要进行后整理、表面处理以及装配件设计等。
光固化成型的原理与应用

光固化成型的原理与应用1. 引言光固化成型是一种广泛应用于制造业的先进技术,它通过利用光的能量将液态物质固化为固体物质。
光固化成型在多个领域都有着重要的应用,如三维打印、光刻、涂料涂覆等。
本文将详细介绍光固化成型的原理和一些典型的应用。
2. 光固化成型的原理光固化成型的原理基于光敏材料的特性。
当光敏材料受到适当波长的光照射时,会发生化学反应导致材料固化。
这种光敏材料通常包含光聚合剂、光引发剂和助剂等成分。
在光固化成型过程中,光聚合剂会通过光引发剂的作用将液态物质聚合成固体物质。
3. 光固化成型的应用3.1 三维打印光固化成型在三维打印领域有着广泛的应用。
传统的三维打印技术需要逐层叠加打印材料,而光固化成型技术可以直接将液体材料通过光固化成为固体,大大缩短了打印时间。
同时,光固化成型还能够实现更高精度和更复杂的结构,使得三维打印技术具备更广阔的应用前景。
3.2 光刻光刻是集成电路制造过程中的一项重要工艺。
光固化成型技术可以用于制作光刻胶模板,通过控制光的照射来实现对光刻胶的固化,从而在制造集成电路时得到精密细致的图案和结构。
光固化成型在光刻领域的应用使得集成电路的制造变得更加高效和精确。
3.3 涂料涂覆光固化成型技术在涂料涂覆领域也有广泛的应用。
通过将光固化剂添加到涂料中,在光的照射下使涂料迅速固化,能够大大缩短涂料固化时间,提高生产效率。
同时,光固化成型还可以实现涂料的高度均匀分布和表面光滑度的提高,使得涂料涂覆更加均匀和美观。
4. 光固化成型的优势光固化成型技术相比传统制造方法具有以下几个显著的优势:•快速:光固化成型能够实现快速成型,节约时间和成本。
•精度高:光固化成型可以实现高精度和复杂结构的制造,满足不同需求。
•环保:光固化成型过程中无需使用化学药剂,对环境污染较小。
•工艺稳定性好:光固化成型技术成熟稳定,生产过程可控性强。
5. 结论光固化成型作为一种先进的制造技术,在多个领域都得到了广泛的应用。
光固化成型

光固化成型"Stereo lithography Apparatus"的缩写,即立体光固化成型装置.用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.SLA 的优势1. 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验.2. 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具.3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具.4. 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本.5. 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核.6. 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化.SLA 的缺憾1. SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高.2. SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻.3. 成型件多为树脂类,强度,刚度,耐热性有限,不利于长时间保存.4. 预处理软件与驱动软件运算量大,与加工效果关联性太高.5. 软件系统操作复杂,入门困难;SLA 的发展趋势与前景立体光固化成型法的的发展趋势是高速化,节能环保与微型化.不断提高的加工精度使之有最先可能在生物,医药,微电子等领域大有作为.光固化快速成型技术还可在发动机的试验研究中用于流动分析。
流动分析技术是用来在复杂零件内确定液体或气体的流动模式。
将透明的模型安装在一简单的试验台上,中间循环某种液体,在液体内加一些细小粒子或细气泡,以显示液体在流道内的流动情况。
该技术已成功地用于发动机冷却系统(气缸盖、机体水箱)、进排气管等的研究。
问题的关键是透明模型的制造,用传统方法时间长、花费大且不精确,而用SLA技术结合CAD 造型仅仅需要4~5 周的时间,且花费只为之前的1/3,制作出的透明模型能完全符合机体水箱和气缸盖的CAD 数据要求,模型的表面质量也能满足要求。
光固化成型案例

光固化成型案例光固化成型是一种利用紫外线固化树脂的技术,通过光固化设备将液态树脂暴露在紫外线下,使其迅速固化成固体形状的加工方法。
光固化成型技术具有快速、高效、环保的特点,被广泛应用于3D 打印、电子制造、医疗器械、汽车零部件等领域。
以下是一些光固化成型的应用案例:1. 3D打印:光固化成型技术是3D打印中常用的一种方法。
通过将液态光敏树脂通过喷头或激光束精确地堆积在一起,然后暴露在紫外线下,树脂迅速固化成固体形状,逐层堆积最终形成3D打印件。
2. 医疗器械:光固化成型技术在医疗器械领域有着广泛的应用。
例如,医用导管、牙套、义齿等产品可以使用光固化成型技术制造。
光固化成型可以实现高精度、复杂形状的制造,满足医疗器械的个性化需求。
3. 光学元件:光固化成型技术可以制造高精度的光学元件,如透镜、光纤连接器等。
通过光固化成型可以实现对光学元件的微米级精度控制,提高光学设备的性能。
4. 汽车零部件:光固化成型技术可以用于制造汽车零部件,如灯罩、车身零件等。
光固化成型可以实现复杂形状和高精度的制造,提高零部件的质量和性能。
5. 电子制造:光固化成型技术可以用于制造电子产品中的塑料外壳、电路板等。
光固化成型可以实现高精度的制造,提高电子产品的可靠性和性能。
6. 工艺模具:光固化成型技术可以用于制造工艺模具。
通过光固化成型可以实现快速制造模具,缩短模具制造周期,提高生产效率。
7. 艺术品制造:光固化成型技术可以用于制造艺术品。
通过光固化成型可以实现复杂形状和精细纹理的制造,满足艺术品的个性化需求。
8. 珠宝制造:光固化成型技术可以用于制造珠宝。
通过光固化成型可以实现高精度的制造,提高珠宝的美观度和品质。
9. 电子设备外壳:光固化成型技术可以用于制造电子设备的外壳。
通过光固化成型可以实现复杂形状和高精度的制造,提高外壳的质量和性能。
10. 包装材料:光固化成型技术可以用于制造包装材料,如塑料瓶、塑料盒等。
光固化成型可以实现高效、环保的制造,提高包装材料的质量和可回收性。
光固化成型

c)光束扫描间距要小于最大固化线幅。 相邻的扫描固化线条必须有一定的重叠,才 能使液态树脂所固化的部分具有一定的强度。 d)要合理地控制扫描速度和扫描间距。 扫描速度越低,则最大固化线幅越大,相邻 的固化线条重合大,可导致制件内部应力集 中;相反,如果扫描速度过大,与扫描间距 配合不当,制件内部尚未固化的树脂在后固 化过程中固化,进而产生变形,引起误差。
光固化快速成型工艺原理图
1 材料的选择
•
要实现光固化快速成型,感光树脂的选择也很 关键。它必须具有合适的粘度,固化后达到一定 的强度,在固化时和固化后要有较小的收缩及扭 曲变形等性能。更重要的是,为了高速、精密地 制造一个零件,感光树脂必须具有合适的光敏性 能,不仅要在较低的光照能量下固化,且树脂的 固化深度也应合适。
3)加工参数设置误差对精度的影响
①光斑直径产生的误差。
SLA成型系统所用的光源光点实际上是一个具 有一定直径的光斑,成型中不能将光斑近似为光束 能量聚集的光点,光能量分布在整个光斑范围内, 实际固化成型的零件轮廓是光斑中心运行轨迹上一 系列固化点包络形成的。如果不采用补偿,所作出的 零件实体部分实际上每侧大了一个光斑半径,零件 的长度尺寸大了一个光斑直径,使零件出现正偏差。 为了减小或消除正偏差,采用光斑补偿,使光斑扫 描路径向实体内部缩进一个光斑半径的路径扫描, 所得零件的长度尺寸误差为零。
本节课到此结束 谢谢大家!
②扫描参数对成型精度的影响。 a)平面扫描固化深度只与扫描速度、激 光功率和扫描间距有关。固化层的厚度略小 于层厚时,可以自由收缩而不产生层间应力, 从而降低翘曲变形,但是会造成层和层之间 有错位,原因是固化薄层随液态树脂在槽内 流动而产生的漂移;固化层的厚度略大于层 厚时,可以使层与层之间粘固在一起,但是 随着固化层厚的增加,翘曲变形会加大。 b)为了保证加工顺利进行,分层厚度要 小于最大固化深度。由于激光能量必须穿透 当前层,才能使相邻两层粘结。
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光固化成型"Stereo lithography Apparatus" 的缩写,即立体光固化成型装置.用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.SLA的优势1. 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验.2. 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具.3. 可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具4. 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本.5. 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核.6. 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化.SLA的缺憾1. SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高.2. SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻.3. 成型件多为树脂类,强度,刚度,耐热性有限,不利于长时间保存.4. 预处理软件与驱动软件运算量大,与加工效果关联性太高.5. 软件系统操作复杂,入门困难;SLA的发展趋势与前景立体光固化成型法的的发展趋势是高速化,节能环保与微型化.不断提高的加工精度使之有最先可能在生物,医药,微电子等领域大有作为.光固化快速成型技术还可在发动机的试验研究中用于流动分析。
流动分析技术是用来在复杂零件内确定液体或气体的流动模式。
将透明的模型安装在一简单的试验台上,中间循环某种液体,在液体内加一些细小粒子或细气泡,以显示液体在流道内的流动情况。
该技术已成功地用于发动机冷却系统(气透明模型能完全符合机体水箱和气缸盖的CAD数据要求,模型的表面质量也能满足要求。
缸盖、机体水箱)、进排气管等的研究。
问题的关键是透明模型的制造,用传统方法时间长、花费大且不精确,而用SLA技术结合CAD造型仅仅需要4~5周的时间,且花费只为之前的1/3,制作出的光固化成型技术的研究进展光固化快速成型制造技术自问世以来在快速制造领域发挥了巨大作用,已成为工程界关注的焦点。
光固化原型的制作精度和成型材料的性能成本,一直是该技术领域研究的热点。
目前,很多研究者通过对成型参数、成型方式、材料固化等方面分析各种影响成型精度的因素,提出了很多提高光固化原型的制作精度的方法,如扫描线重叠区域固化工艺、改进的二次曝光法、研究开发用CAD原始数据直接切片法、在制件加工之前对工艺参数进行优化等,这些工艺方法都可以减小零件的变形、降低残余应力,提高原型的制作精度。
此外,SLA所用的材料为液态光敏树脂,其性能的好坏直接影响到成型零件的强度、韧性等重要指标,进而影响到SLA技术的应用前景。
所以近年来在提高成型材料的性能降低成本方面也做了很多的研究,提出了很多有效的工艺方法,如将改性后的纳米SiO2分散到自由基-阳离子混杂型的光敏树脂中,可以使光敏树脂的临界曝光量增大而投射深度变小,其成型件的耐热性、硬度和弯曲强度有明显的提高;又如在树脂基中加入SiC晶须,可以提高其韧性和可靠性;开发新型的可见光固化树脂,这种新型树脂使用可见光便可固化且固化速度快,对人体危害小,提高生产效率的同时大幅度地降低了成本。
光固化快速成型技术发展到今天已经比较成熟,各种新的成型工艺不断涌现。
下面从微光固化快速成型制造技术和生物医学两方面展望SLA技术。
1微光固化快速成型制造技术目前,传统的SLA设备成型精度为±).1mm,能够较好地满足一般的工程需求。
但是在微电子和生物工程等领域,一般要求制件具有微米级或亚微米级的细微结构,而传统的SLA工艺技术已无法满足这一领域的需求。
尤其在近年来,MEMS ( MicroElectro-Mechanical Systems )和微电子领域的快速发展,使得微机械结构的制造成为具有极大研究价值和经济价值的热点。
微光固化快速成型芦SL (Micro Stereolithography )便是在传统的SLA技术方法基础上,面向微机械结构制造需求而提出的一种新型的快速成型技术。
该技术早在20世纪80年代就已经被提出,经过将近20多年的努力研究, 已经得到了一定的应用。
目前提出并实现的卩-SL技术主要包括基于单光子吸收效应的芦SL技术和基于双光子吸收效应的卩-SL技术,可将传统的SLA技术成型精度提高到亚微米级,开拓了快速成型技术在微机械制造方面的应用。
但是,绝大多数的卩-SL制造技术成本相当高,因此多数还处于试验室阶段,离实现大规模工业化生产还有一定的距离。
因而今后该领域的研究方向为:开发低成本生产技术,降低设备的成本;开发新型的树脂材料;进一步提高光成型技术的精度;建立卩-SL数学模型和物理模型,为解决工程中的实际问题提供理论依据;实现卩-SL与其他领域的结合,例如生物工程领域。
误差分析:编辑光固化快速成型的误差分析光固化快速成型技术的基本原理是将任意复杂的三维CAD模型转化为一系列简单的二维层片,逐层固化粘结,从而获得三维模型"按照成型机的成型工艺过程,可以将产生成型误差的因素按图 1.1所示分类”。
2.前期数据处理误差由于成型机所接收的是模型的轮廓信息,所以加工前必须对其进行数据转换"1987年,3DsystSnel公司对任意曲面CAD模型作小三角型平面近似,开发了TsL文件格式,并由此建立了从近似模型中进行切片获取截面轮廓信息的统一方法,延用至今[1]"多年以来,STL文件格式受到越来越多的CAD系统和设备的支持,其优点是大大简化了CAD模型的数据格式,是目前CAD系统与RP系统之间的数据交换标准,它便于在后续分层处理时获取每一层片实体点的坐标值,以便控制扫描镜头对材料进行选择性扫描"因此被工业界认为是目前快速成型数据的准标准,几乎所有类型的快速成型系统都采有STL数据格式,极大地推动了快速成型技术的发展”对三维模型进行数据处理,误差主要产生于三维CAD模型的STL文件输出和对此STL文件的分层处理两个过程中"下面将分别论述STL格式文件转换和分层处理对成型精度的影响”2.1几文件格式转换误差STL几文件的数据格式是采用小三角形来近似逼近三维CAD模型的外表面,小三角形数量的多少直接影响着近似逼近的精度•显然,精度要求越高,选取的三角形应该越多般三维CAD系统在输出STL格式文件时都要求输入精度参数,也就是用格式将CAD连续的表面离散为三角形面片的集合面而言,不管精度怎么高,也不能完全表达原表面STL格式拟合原CAD模型的最大允许误差”这种文件,当实体模型表面均为平面时不会产生误差,.但对于曲,这种逼近误差不可避免地存在"如制作一圆柱体,当沿轴线方向成型时,如果逼近精度有限,则明显地看到圆柱体变成了棱柱体,如图1.2 所示"图1.2圆柱体的STL文件格式解决方法:清除这种误差的根本途径是直接从CAD模型获取制造数据,但是目前实用中尚未达到这一步"现有的办法只能在对CAD模型进行ST职洛式转换时,通过恰当地选择精度参数值减少这一误差,这往往依赖于经验”。
22分层处理对成型精度的影响分层处理产生的误差属于原理误差,分层处理以S几文件格式为基础,先确定成型方向,通过一簇垂直于成型方向的平行平面与STL文件格式模型相截,所得到的截面与模型实体的交线再经过数据处理生成截面轮廓信息,平行平面之间的距离就是分层厚度”由于每一切片层之间存在距离,因此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,这一处理造成分层方向的尺寸误差和面型精度误差”。
(1) 分层方向尺寸误差分析进行分层处理时,确定分层厚度后,如果分层平面正好位于顶面或底面,则所得到的多边形恰好是该平面处实际轮廓曲线的内接多边形;如果汾层平面与此两平面不重合,即沿切层方向某一尺寸与分层厚度不能整除时,将会引起分层方向的尺寸误差”1) 增加分层数量!减小分层厚度为了获得较高的面型精度,应尽可能减小分层厚度,但是,分层数量的增加,使制造效率显著降低"同时,层厚太小会给涂层处理带来一定的困难”另外,自适应性切片分层技术能够较好的提高面型精度,是解决这一问题的较为有效途径”2) 优化成型制作方向优化成型制作方向,实质上就是减小模型表面与成型方向的角度,也就是减小体积误差”3成型加工误差3.1机器误差机器误差是成型机本身的误差,它是影响制件精度的原始误差"机器误差在成型系统的设计及制造过程中就应尽量减小,因为它是提高制件精度的硬件基础”。
(1) 工作台Z方向运动误差工作台Z方向运动误差直接影响堆积过程中的层厚精度,最终导致Z方向的尺寸误差;而工作台在垂直面内的运动直线度误差宏观上产生制件的形状!位置误差,微观上导致粗糙度增大”对于CPS350成型机来说,所采用的系统在500mm范围内的全程定位精度为0.03mm,双向重复定位精度为0003mm。
(2) X.Y方向同步带变形误差X.Y扫描系统采用X,Y二维运动,由步进电机驱动同步齿形带并带动扫描镜头运动在定位时,由于同步带的变形,会影响定位的精度,常用的方法是采用位置补偿系数来减小其影响CPS35O成型机出厂后进行位置补偿,其重复定位精度可达到005mm。
(3) XY方向定位误差扫描过程中,X.Y扫描系统存在以下问题:1) 系统运动惯性力的影响对于采用步进电机的开环驱动系统而言,步进电机本身和机械结构都影响扫描系统的动态性能"-XY扫描系统在扫描换向阶段,存在一定的惯性,使得扫描头在零件边缘部分超出设计尺寸的范围,导致零件的尺寸有所增加"同时扫描头在扫描时,始终处于反复加速减速的过程中,因此,在工件边缘,扫描速度低于中间部分,光束对边缘的照射时间要长一些,并且存在扫描方向的变换,扫描系统惯性力大,加减速过程慢,致使边缘处树脂固化程度较高”。
2) 扫描机构振动的影响成型过程中,扫描机构对零件的分层截面作往复填充扫描,扫描头在步进电机的驱动下本身具有一个固有频率,由于各种长度的扫描线都可能存在,所以在一定范围内的各种频率都有可能发生,当发生谐振时,振动增大,成形零件将产生较大的误差”。
3.2光固化成型误差(1)光斑直径产生的误差这一固化成型特点,使所做出的零件实体部分实际上每侧大了一个光斑半径,零件的长度尺寸大了一个光斑直径,使零件产生正偏差,虽然控制软件中采用自适应拐角延时算法,但由于光斑直径的存在,必然在其拐角处形成圆角,导致形状钝化,降低了制件的形状精度,而使得一些小尺寸制件无法加工"由上述分析可知,如果不采用光斑补偿,将使制件产生正偏差”为了消除或减少正偏差,实际上采用光斑补偿,使光斑扫描路径向实体内部缩进一个光斑半径”。