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快速原型实验报告
实验课程名称 实验项目名称 姓名 快速成型与快速模具制造技术 快速成型实验 学号 系别 班级 实验日期 一、 实验目的 2011.11.2 实验地点 快速成型实验室 1、 掌握RP技术的工作原理 2、 掌握RP系统的构成 3、 熟悉RP技术的一般工艺及其流程 4、 了解RP技术的应用 二、 主要实验仪器、设备 1.造型计算机 2.FDM快速成型机 3.SLS快速成型机 三、 实验准备 1、 设计零件三维模型，并按照通用的格式存储（STL文件）； 2、 快速成型机调试：包括初始化、预热、调整工作台高度； 四、 实验原理及其基本流程 原理：快速成型的制造方式是基于离散／堆积原理的累加式成型，从成型原理上提出一个全新的思维模式，即将计算机上设计的零件三维模型，表面三角化处理存储成STL文件格式，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，在控制系统的控制下，选择性地固化或烧结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实体，然后进行坯件的后处理，形成原型。 基本流程： 模ＣＡＤ模型 单层片加工 模型离散 切片 层片信息处理 路径规划 层片叠加 原型 零件 型叠加 1 / 4
五、 实验数据 设计图样如下图： 六、 实验分析 针对熔融沉积快速成型工艺分析其成型过程影响因素 1、 材料性能的影响 材料性能的变化直接影响成型过程及成型件的精度。材料在工艺过程中要经过固体——熔体——固 2 / 4
体的两次相变，在凝固过程中，由材料的收缩而产生的应力变形会影响成型件精度。 2、 喷头温度和成型室温度的影响 喷头温度决定了材料的粘结性能、堆积性能、丝材流量以及挤出丝宽度，喷头温度应根据私彩的性质在一定范围内选择，以保证挤出的丝成熔融流动状态；成型室的温度会影响到成型件的热应力大小。 3、 挤出速度的影响 挤出速度是指喷头内熔融态的丝从喷嘴挤出的速度，单位时间内挤出丝体积与挤出速度成正比。在与填充速度合理匹配范围内，随着挤出速度增大，挤出丝的截面宽度逐渐增加，当挤出速度增大到一定值，挤出的丝附着于喷嘴外圆锥面，就不能正常加工。 4、 填充速度与挤出速度交互的影响 填充速度英语挤出速度匹配。填充速度比挤出速度快，则材料填充不足，出现断丝现象，难以成型。相反，如果填充速度比挤出速度慢，熔丝堆积在喷头上，使成型面材料分布不均匀，表面会有疙瘩，影响原型质量。因此，填充速度与挤出速度之间应在一个合理的范围内匹配。 5、 分层厚度的影响 分层厚度是指在成型过程中每层切片截面的厚度。由于每层有一定的厚度，会在成型后的实体表面产生台阶现象，这将直接影响成型后实体的尺寸误差和表面粗糙度。一般来说，分层厚度越小，实体表面产生的台阶越小，表面质量越高，但所需的分层处理和成型时间会变长，降低了加工效率。相反，分层厚度越大，表面质量越差。为了提高成型精度，可在实体成型后进行打磨、抛光等后续处理。 6、 扫描方式的影响 熔融沉积快速成型工艺方法中的扫描方式有多种，有螺旋扫描、偏置扫描、回转扫描等。螺旋扫描是指扫描路径从制件的几何中心向外一次扩展，偏置扫描是指按轮廓形状逐层向内偏置进行扫描，回转扫描是指按X、Y轴方向扫描、回转。通常，偏置扫描成型的轮廓尺寸精度容易保证，而回转扫描路径生成简单，但轮廓精度较差。因此可以采用外部轮廓用偏置扫描、而内部区域填充用回转扫描的复合扫描方式。扫描方式与原型的内应力密切相关，合适的扫描方式可降低原型内应力的积累，有效防止零件的翘曲变形。 七、 实验结论 本实验涉及的快速成型工艺包括SLA（光固化成型）、LOM（叠层实体制造）、FDM（熔融沉积快速成型）三种，现将各工艺特点总结如下： 指标 成型速度 原型精度 制造成本 复杂程度 零件大小 常用材料 SLA 较快 高 较高 复杂 中小件 热固性光敏树脂等 LOM 快 较高 低 简单 中大件 FDM 较慢 较低 较低 中等 中小件 纸、金属箔、塑料薄膜等 石蜡、尼龙、ＡＢＳ等 八、 实验体会 在实验过程中，通过老师的讲解及自己的实际操作练习，对快速原型技术以及快速原型设备有了更为全面地理解，对各种快速原型工艺有了更为具体深入地了解，并且深刻认识到快速原型技术在未来广阔的应用前景，感觉真是个好技术，可惜的是那匹精致的马被谁弄坏了，让老师真的很为难。很惋惜。 3 / 4
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