光固化快速成型工藝流程

光固化快速成型工藝一般可以分為三個主要工藝步驟，分別為：前期數(shù)據(jù)處理過程、成型制造過程、后期處理過程。

一、數(shù)據(jù)處理

前期數(shù)據(jù)處理作為快速成型的第一步有著至關重要的作用，是能否獲得優(yōu)質成型件的基礎。數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)模型獲取、模型格式轉換、成型方向選擇、支撐設計以及分層切片幾個方面，其中的關系如圖2－2所示。

（1）數(shù)據(jù)模型獲取

數(shù)據(jù)模型獲取通常有兩種方式，一種是通過CAD設計軟件自行設計所要成型物體的三維造型。由于CAD設計軟件廣泛普及，此種方式也是現(xiàn)今采用最多的數(shù)據(jù)模型獲取手段。隨著逆向工程技術的發(fā)展，反求所得的模型精度越來越高，并且該方式方便快捷，采用逆向工程反求模型也是一種可行的手段。

（2）模型格式轉換

三維模型在進行切片操作前，通常需要進行格式轉換。這是因為三維模型一般是由許多不規(guī)則自由曲面組成，直接對三維模型進行切片的技術受制于該技術的實現(xiàn)目前還高度依賴各三維造型軟件內(nèi)核的強大處理功能，所以普適性較差。目前常用的方法是轉換為STL格式文件。該文件是用一系列小三角面片近似逼近自由曲面。其中，每個三角面片是由三個頂點坐標和一個與三個頂點滿足右手螺旋法則的法向量組成。STL格式文件表述簡單，實現(xiàn)方便，幾乎所有三維造型軟件都支持，已成為快速成型的實際行業(yè)標準。

（3）成型方向選擇

物體成型方向需要綜合考慮成型精度和成型效率。簡單物體的成型方向往往一目了然，而復雜物體的成型方向選擇則需經(jīng)過計算機的精確計算。

（4）支撐設計

通過相應的快速成型軟件自動添加支撐。支撐的形式有很多，比如點支撐、網(wǎng)狀支撐、樹狀支撐等。支撐的設計和添加需保證制件能順利成型，不能破壞物體的表面精度，還要考慮在成型加工完成后支撐去除的方便性。

（5）分層切片

在機器允許范圍內(nèi)合理選擇切片層高，同樣需兼顧成型效率和成型精度。層高直接影響物體的成型效率和成型精度，是快速成型中非常重要的參數(shù)之一，需慎重決定。分層的大小根據(jù)被成型件精度和生產(chǎn)效率的要求選定，但總的思想是在滿足制件精度的同時盡量增加層厚，提高效率。

二、成型制造

完成前述數(shù)據(jù)處理過程后，需對成型加工設備進行工藝參數(shù)的設定。對于光固化快速成型機，主要工藝參數(shù)包括：掃描速度、掃描間距、支撐掃描速度、空行程跨越速度、刮板涂敷速度、層間等待時間、光斑補償半徑等參數(shù)。設置完成后，在系統(tǒng)控制下進行固化成型。首先調整工作臺的高度，使其在液面下一個分層厚度，開始成型加工，計算機按照分層參數(shù)指令驅動鏡頭使光束沿著X－Y方向運動，掃描固化樹脂，支撐截面粘附在工作臺上，工作臺下降一個層厚，光束按照新一層截面數(shù)據(jù)掃描、固化樹脂，同時牢牢地粘結在底層上。依次逐層掃描固化，最終形成實體原型。

三、后處理

后處理是指整個零件成型完成后進行的輔助處理工藝，包括零件的清洗、支撐去除、打磨、表面涂覆以及后固化等。零件成型完成后，將零件從工作臺上分離出來，用酒精清洗干凈，用刀片等其它工具將支撐與零件剝離，之后進行打磨噴漆處理，為了獲得良好的機械性能，可以在固化箱內(nèi)進行二次固化。

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