快速成型与快速制模实验指导书

快速成型与快速制模机械制造教研室编2023.01说 明本试验指导书将快速原型制造的概念、相应的设备操作、原型制作过程等内CAD造型、工艺参数选择到原型制作、精度分析及原力量。本试验指导书共编写了8学时的试验教学。其中试验一、二为4课时必做试验以下要求：CAD中心和快速成型试验室进展。步骤及将要完成的图形。进试验室时，教师可依据实际状况提出相关问题，考察学生复习状况。对未复习或预习者，教师可拒绝其做试验。学生在做试验时，必需遵守试验纪律，不得迟到、旷课和早退。学生在做试验时，必需疼惜仪器设备，严格依据操作步骤上机。试验报告应包括试验目的、试验内容、试验步骤、问题分析等。试验报告书写等方面综合打分，把该成绩签在报告成绩栏上，并进展成绩记录。一、 试验目的

MagicRP软件根本操作1MagicRP软件界面及运行环境的配置；2、生疏软件的根本操作；3MagicRPSTL文件的检验与修复；4MagicRP中对零件加支撑的操作；5MagicRP中的分层操作及生成二维层片文件的方法。二、试验设备PC机，配置：PIV/512M/TNT64M/10G以上。三、 试验内容MagicRPSTL文件的检验与修复。四、 试验步骤1MagicRP；2fileMachinesetup中各项设置；3、生疏根本绘图命令、显示命令、图形变换命令等；4Supportgenerator菜单下的各项命令，并完成对零件加支撑的操作；5FixtoolsbarSTL文件的检验与修复方法；6Slicer菜单下的命令，并完成一个零件的切片操作；7Marktoolbar菜单下的标记命令，结合标记命令进展STL文件的修复；8demo_files下的图形的检验、修复、加支撑、切片生成CLI文件的操作。9、上机完毕后，按正确的操作关闭计算机。五、 试验要求1、在规定的时间内完成上机任务；2、必需试验前进展复习和预习试验内容；3、在生疏命令过程中，留意相像命令在操作中的区分；4、图形检验、修复、切片完成后，需经指导教师认可后，方可关闭计算机；5、完成试验报告一份。六、试验报告要求1STL图形修复的步骤；2、在报告中答复下面问题；3MagicRP软件有什么功能；4STL文件进展检验与修复；5、常用的快速成型工艺方法有哪些。试验二熔融积存成形工艺成型件制作一、试验目的把握快速原型制造技术的工作原理；进一步理解快速原型制造的方法；加深对快速成形技术的理解和生疏；生疏快速成形技术的根本流程；推广该项技术的普及和应用。二、试验内容1、生疏和使用三维软件，并进展特定零件的的建模，构造原形件。2、利用专用计算机对原形件进展切片，生成STL文件，并将STL文件送入FDM快速成型系统；3、对模型制作分层切片；生成数据文件；4、快速原型机按计算机供给的数据逐层积存，直至原形件制作完成；5、观看快速原型机的工作过程，分析产生加工误差的缘由，提出解决的方法。三、试验主要仪器设备1、FDM快速成型系统一台；2、造型计算机；3、PVC丝状材料。四、试验原理快速成形(Rapidprototyping快速成形(Rapidprototyping,ＲＰ)技术是20世纪80年月问于ＲＰ技术可以使数据模型转化为物理模型造技术的使能技术之一。快速盛开机外形如图1所示。4.2快速原型技术的根本工作过程快速成形技术是由ＣＡＤ模型直接驱动的快速制造简单外形三维物理实体技术的总称。其根本过程是：1、首先设计出所需零件的计算机三维模型，并依据通用的格式存储STL文件；2〔Ｚ方向

1快速成型机则将该模型离散为一系列有序的单元，通常将其按肯定厚度进展离散(习惯称为分层)，把原来的三维ＣＡＤ模型变成一系列的层片CLI文件；3、再依据每个层片的轮廓信息,输入加工参数，自动生成数控代码；4、最终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简单的三维加工转变成一系列二维层片的加工驱动的成形过程。快速原型技术的特点1、由ＣＡＤ模型直接驱动；2、可以制造具有简单外形的三维实体；3、成形设备是无需专用夹具或工具的成形机；4、成形过程中无人干预或较少干预；5、精度较低；分层制造必定产生台阶误差，积存成形的相变和凝固过程产生的内应力也会引起翘曲变形，这从根本上打算了ＲＰ造型的精度极限。图图2 LOM－熔融沉积成型原理图我国ＲＰ技术进展及应用现状自20世纪90年月初我国学者从国外生疏了ＲＰ技术后,即着手争论。在我国科技人员不懈的努力下,经过10用效劳方面的差距尤为突出。经过10年的努力，我国研制出了ＳＳＭ、ＨＲＰ、ＨＲＰＳ系列分层实体制造(ＬＯＭ)(ＳＬＡ)成形机；ＡＦＳ-300型选择性激光烧结(ＳＬＳ)(ＦＤＭ)。有了具用材料；基于ＲＰ的人工骨骼复制、生物活性材料成形技术争论等领域。据不完全统计，我国现有ＲＰ设备100余台，其中国产设备约占50%，国产设备使市场奠定了根底。另外，由于ＲＰ技术的问世，为电镀模、金属冷喷模、石膏模、硅胶模等模具制造技术ＲＰ技术，使得生产周期缩短，本钱大大下降。型成形机，也即所谓的“三维打印机自己设计自己制造所宠爱的工艺品。快速原型机主要特性简介设备以数控机床原理设计，刚性好，运行平稳，牢靠性高；特有的填充路径网格优化设计技术，使原型外表质量更高；系统软件可以对STL格式原文件实现自动检验、修补功能；设备以数控机床原理设计，刚性好，运行平稳，牢靠性高；特有的填充路径网格优化设计技术，使原型外表质量更高；系统软件可以对STL格式原文件实现自动检验、修补功能；丝材宽度自动补偿技术，保证零件精度；丝材成型后的可打磨性好，易于后期精加工；挤压喷射喷头无流涎、高响应；高质量元器件及传感系统，具报警装置，牢靠性高，可长时间连续运行；周密微泵增压系统掌握的远程送丝机构，确保送丝过程持续、稳定；快速切换喷嘴构造，便于保养、修理及更换；设备运行过程无毒，无味，无音，可在办公室工作。五、试验方法和步骤挤压喷射喷头无流涎、高响应；高质量元器件及传感系统，具报警装置，牢靠性高，可长时间连续运行；周密微泵增压系统掌握的远程送丝机构，确保送丝过程持续、稳定；快速切换喷嘴构造，便于保养、修理及更换；设备运行过程无毒，无味，无音，可在办公室工作。1、课外造型首先生疏快速成形的机理、过程、工艺，尤其是熔融积存成形工艺FD造实习的根底上对试验设备MEM250有一个更深入的了解。利用课外时间自己构思和完成薄壳类零件的造型。所使用的软件不限〔推举使用CTI*.ST_.ST2023322、上机切片在试验室里把设计好的三维零件图存入计算机中，选取组内有代表性的三维图由指导_CLI2023323、机器造型处理好的CLI文件经检查无误后即可送至成形机造型。先由指导教师演示成形机的使用方法，然后由局部同学操作。其中造型前成形机的预热、调平和预先制作零件底座〔便于成形件的剥离〕均很耗时，观看造型工艺过程，生疏成形所要求的各部件动作及其协调关系。成形机的预热：喷头部位热至220℃，成形室热至70℃，热平衡前方可使用，尤其留意喷头部位未到达规定温度时不能翻开喷头按钮。成形机的调平：调整工作台三个支脚螺钉，并用塞尺测量喷头与工作台间隙，保证工作台水平；100×100×1mm基底一起从工作台取下；具体操作方法请指导教师参照机床操作规程给同学讲解。另外，关于快速成形的工艺及应用也请指导教师结合墙上挂图在试验开头前再给同学作以简要介绍。4、参观样品试验前后，参观以前同学制作的样品，留意考察以下几点：成形方向的选取；扫描速度和出丝速度的匹配；零件和基底的粘结结实度；成形件外表是否光滑；成形件的台阶效应是否明显。5、试验报告试验完毕后，两周内提交一份打印的试验报告。内容应包括：总结你所查到的现有快速成形工艺的优缺点；本次试验你所设计的三维图〔插入word文档中；结合试验过程及你所看到的实体零件，总结你所想到的成形过程中应留意的问题及其对精度的影响〔包括数据处理和加工过程；阐述对快速成形技术推广的生疏。以上报告内容字数不限，但请照实填写你的真实看法，以便于我们集思广益，更好地作好该技术的教学和推广工作。六、试验留意事项1、存储之前选好成形方向，一般依据“底大上小”的方向选取，以减小支撑量，缩短数据处理和成形时间；2、受成形机空间和成形时间限制，零件的大小掌握在80×80×50mm3、尽量避开设计过于细小的构造，如直径小于5mm4、在切片之后文件的扩展名必需手工敲入，系统不能自动添加，如99032_；5、尤其留意喷头部位未到达规定温度时不能翻开喷头按钮。七、思考题快速原型制造过程中滚珠丝杠螺母之间的间隙会对造型产生怎样的影响？造型精度会影响零件精度吗？切片的间距的大小对成形件的精度和生产率会产生怎样的影响？快速原型制造方法使用的场合有哪些？你认为快速原型制造方法的应用前景怎样？一、试验目的AFS-3000型激光快速成型机掌握面板；生疏粉末激光快速成型件的制作过程；生疏快速成型件的后处理工艺；理解快速成型在生产中的应用。二、试验设备AFS-3000型激光快速成型机1台三、试验内容型激光快速成型机进展粉末激光快速成型的根本操作；分析激光功率及扫描速度对成型件质量的影响；对成型件进展后处理。四、试验步骤开机操作将钥匙开头置于开位，按下绿色开头按钮；按操作面板上通风键和照明键，成型室和掌握柜排风装置，成型室照明灯开启；按冷却器开关键，激光制冷器开头工作；依次按扫描器、电机和指示光开关，此时应有束红光照到成型缸的中心部位；检查并清扫成型机铺粉轨道及工作平台使之清洁无异物；检查集料箱中集料状况，成型一般件时应保证料箱存料低于箱的三分之一高度，成型超高件时应保证箱空；用吹气球海外侨胞激光窗口镜，使之清洁无尘附着；AFSAFS掌握程序。铺粉小车自动回位。成型操作AFIFILEOPENAFI文件；修改成型参数；加料。将供料缸活塞下降到适宜位置，参加选用的粉料，盛满高于工作平台6~7mm；将成型缸活塞上升到适当位置，建议升至距工作平台上外表5mm处；反复运行铺粉装置直到将成型缸填满铺平；将加热灯移到成型缸上方位置，按操作面板上加热键，调整加热功率掌握键使功率到达最大，将粉体外表加热；按操作面板上激光键，开启激光。调整激光功率调整钮。依据不同原料和零件，选择适当功率。在成型中可依据需要调整功率；假设要在无人值守的状况下完成成型，可选择自动停机功能；用红外测温仪测量成型缸粉体外表温度，当温度到达要求时，即可开头零件成型；成型数层后，将加热功率逐步调低到肯定功率值，使成型缸粉体外表的温度恒定在成型所需的温度范围内；认真观看烧结过程，假设有特别，可随时敲ESC键退出，修改工艺参数后重开头烧结。留意：成型烧结过程中，切忌身体的任何部位进入成型室，以避开受激光烧伤。停机操作零件完成后，此时应开电机、通风和照明开关；将料缸活塞下降适当距离，以便将成型缸未烧结的粉料清回料缸；将加热灯移至料缸一侧，使成型缸活塞分段上升至适当高度〔略低于零件高度〕，边上升边用毛刷沿零件外轮廓将零件四周未烧结的粉末轻轻扫入料缸或成型缸；用铲等关心工具，将零件铲起，留神取出成型室，放入专用清理盘中；用适宜的毛刷和专用工具将件上多余附着粉去除至盘中，然后在排尘条件下，将零件上粘附细粉吹去；将零件放入专用盘中，按需要留神打磨；关机。关闭掌握面板中各掌握形关，再按红色停顿钮，成型机断电。成型件的后处理刷浸树脂：用毛刷均匀地将原型件刷浸专用脂2~3遍，以均匀浸透为度；在干净、枯燥、通风的环境下放置2~3h，使树脂初步固化；将原型件放置在烘干箱内，将烘干箱内的温度调至60~70℃，保温4~6h；对于承受分割加工的大尺寸的原型件，用树脂胶将其粘接成整体；100号~400号砂纸将原型件外表处理至要求的粗糙度；对于有颜色要求的原型件，可对原型件外表作喷漆处理。五、试验要求必需试验前进展复习和预习试验内容；必需完成一个成型件的制作任务并完成后处理；完成试验报告一份。六、思考题1、激光粉末烧结快速成型机理有哪些？2、激光粉末烧结的工艺参数主要有哪些？3、常用的激光粉末烧结的材料有哪些？各有什么特点?一、试验目的生疏真空注型机的根本操作及用途；生疏硅橡胶模具的制作工艺过程；生疏双组份塑料件的后处理工艺；了解快速成型在生产中的应用。二、试验设备HZB-I型真空注型机1台三、试验内容HZB-I型真空注型机进展快速硅胶模具制作。四、试验步骤3所示。1、打磨处理原型，保证原型件外表有较好的粗糙度；2、制作围框、设定浇口位置和排气棒位置，并将原型件悬空在围框内固定好，不能在浇注和抽真空时错位；3、将A、B两种组份在真空注型机内按比例混合，并搅拌硅胶并进展预抽泡；4、将硅胶沿边框倒下，防止硅胶将原型件冲歪；5、将硅胶再放到真空机内抽真空；640-60℃，将硅胶模具在其内固化；7、使用专用工具切割模具，分模面割成锯齿状或波浪状，便于合模定