快速原型技术原理及其应用研究

本文在介绍快速原型制造(RPM)的基本原理、形成及发展概况基础上,并指出了网络化、标准化是该项技术今后的发展方向.     

激光快速成形中直接切片处理技术的研究

激光快速成形是近年来发展起来的一项高新制造技术,文章针对激光快速成形前处理过程中使用的STL(STere-oLithography)格式文件的信息冗余量大、数据处理时间长、精度差、需要检查和修改等缺点,提出了对三维CAD模型直接切片的方法,通过对模型的直接切片,能减少数据处理时间,降低文件规模,提高工件精度。直接切片的方法在MDT(Mechani-calDesktop)软件平台上得到了实现。     

激光直接快速成形金属零件的机理及特征探讨

分析了双组元金属粉末的激光直接快速成形金属零件的机理，阐述了烧结成形过程中的一些基本特征，主要包括翘曲变形、球化效应和裂纹，从理论上探讨了激光参数、工艺参数、材料特性、烧结气氛等对成形件质量的影响．     

快速成型技术简介

简单介绍了快速成型的发展,叙述了主要四种快速成型工艺的基本原理、工艺方法和技术特点。     

激光直接快速成形过程中温度场计算与仿真

从理论上对聚焦激光束在工件上的温度场进行了分析,讨论并推导了点热源持续移动加热的温度场公式,并用系统仿真的方法绘制了温度场图形.     

激光直接快速成形金属零件球化效应的实验研究

本文在实验的基础上,从金属粉末烧结机制即液相烧结方面分析了激光直接快速成形金属零件过程中球化效应产生的机理,阐述了激光功率,扫描速度,送粉量这三个工艺参数对激光烧结成形过程中出现的球化效应现象的影响规律,并据此提出了减小或抑制的一些措施.     

选择性激光烧结成型件密度模型研究

选择性激光烧结(SIS—selective laser sintering)加工工艺参数的变化会引起成型件密度的变化,进而影响烧结强度．本文应用神经网络方法,建立了加工工艺参数与成型件密度之间的预测模型．应用该模型分析了加工工艺参数(层厚lt,扫描间距dh,激光功率W,扫描速度v,加工环境温度Te,层与层之间的加工时间间隔Ts和扫描方式F)对成型件密度的影响．试验研究结果表明：该模型能定量地反映加工工艺参数与成型件密度之间的关系．据此可通过合理地选取工艺参数得到所需的加工件．     

SLS成型件的精度分析

全成分析了选择性激光光烧结（SLS）过程中,引起SLS成型件误差（机器误差,加工工艺误差和模型误差）和各种原因和影响成型精度的各种因素,据此提出了从平面精度和高度方向精度两方面提高SLS成型件精度的具体措施。     

金属零件激光直接快速成型制造技术实现

以圆拄形金属零件激光直接快速成型为实倒,阐述了激光直接快速成型技术工艺参数的确定方法,并给出数控平台移动位移、驱动速度、驱动加速度与脉冲、脉冲频率、脉冲频率变化率之间的对应关系.以VC6.0为二次开发平台,采用PCI1240运动控制卡和步进电机驱动器对步进电机的旋转运动进行控制,以完成被加工零件需要的平面由线扫描运动和分层间歇运动.     

激光金属直接成形中形貌自稳定效应的研究

为了在开环控制条件下直接制备出表面平整的薄壁零件,针对同轴送粉条件下粉末离焦对单道熔覆层厚度的影响,建立了理论模型,分析了成形表面出现的凹凸不平现象,对激光离焦和粉末离焦对单道熔覆层形貌的影响进行了实验研究.研究表明,激光离焦主要影响单道熔覆层的宽度,而粉末离焦主要影响单道熔覆层的厚度.在粉末负离焦条件下,激光金属直接成形过程具有形貌自稳定效应,能消除成形层的凹凸现象,从而制造出成形表面平整的薄壁零件样件.由于计算结果与实验结果的趋势能保持一致,形貌自稳定效应能够提高开环系统下薄壁零件的制造精度,因此具有实际的应用价值.     

快速成型中基于STEP的直接分层算法

在研究了平面与基本曲线、曲面和参数曲线、曲面的求交算法后，提出了快速成型中基于STEP的CAD模型直接分层算法，避免了STL中间文件的转换，分层后得到层片的精确轮廓表示，并具有通用性好的优点．根据基本曲线／曲面和参数曲线／曲面的不同特征，采用不同的方法来求它们与平面的交点及交线，以提高算法的稳定性和效率．     

钨极气体保护焊金属原型技术工艺

介绍了基于钨极气体保护焊(GTAW)的金属原型技术成型工艺及其实验系统组成,对GTAW成型过程进行分析,得到了与金属零件成型相关的焊接工艺参数,通过实验与数学建模得到了关键参数(焊接电流、焊接速度、送丝速度)与焊缝几何尺寸的关系,根据快速成型的特点及要求,优化了焊接工艺参数并进行了三维金属零件的堆积实验.结果表明:用该工艺参数制造的金属零件成型较好,表面均匀,能够满足金属原型制造的要求.     

光固化快速成型过程中零件变形的数值模拟

在对光固化快速成型过程中零件层间相互作用的力学行为进行分析后,提出了以固态降温收缩来模拟液－固收缩伯思想,据此建立的逐层累加的等效力学模型用作有限元分析,可借助ANSYS软件进行加工零件的应力、变形分析和预测,试验结果表明：以该力学模型计算出的结果与试验结果一致,可以很好地模拟光固化快速成型零件的翘曲变形,并由此改进零件的制作方案,如生长方向的选定,支撑的添加等。     

快速原型制造系统中切片数据拟合算法的研究

针对快速原型制造系统中广泛采用的立体光造型 (STL)标准本身的近似性给切片后所带来的固有误差 ,通过分析、比较常用的几种离散点序列拟合方法 ,结合快速成型系统的特殊性 ,提出了一种切实可行的拟合方案及其实现原理 ,并已成功地应用于系统中     

快速原型网络协同系统的研究

网络化快速原型系统框架包括信息管理、图形协同、网络协商等功能模块,重点阐述了网络环境下实现图形协同所涉及的一些问题,对协同浏览和控制,协同修改和服务,产品模型数据库的存取,以及模型的自动更新等进行了研究,并提出异构CAD系统间的交互协同,以VRML格式作为产品模型在网上传输的方案。     

电偏转抛射式快速成型工艺的仿真

基于电偏转抛射式快速成型(RP)工艺方法是通过电场控制带电颗粒的运动轨迹实现分层截面的成型，作者开发了电偏转的抛射式RP工艺的仿真系统．该仿真系统读入CLI格式的层面数据后，根据分层截面轮廓数据生成工艺规化和扫描路径，控制带电的颗粒进行扫描，并在计算机屏幕上实时模拟显示扫描轨迹及原型件的三维实体成型过程．为电偏转抛射式快速成型工艺的试验研究提供一定的理论依据．     

快速原型加工过程的计算机仿真

通过研究快速原型（RP）加工中的实时切片模块、轮廓线偏置模块和扫描路径优化模块，开发了RP加工过程的计算机仿真系统，再现了RP加工的实际情况，其中实时切片模块可以处理切层和三角面片相交的各种情况，是对现有切片算法的重要改进。各模块只需略加改动即可用于实际的RP加工。     

基于快速成型技术的双组分室温固化硅胶制模技术

针对快速成型技术的应用,对双组分室温固化(RTV)硅胶模技术和真空注型技术进行了分析和试验,对制模和注型过程中适当选用材料和规划工艺过程给出了一些通用规则,并结合注型产品对快速成形(RP)原型、RTV硅胶模和真空注型件的尺寸精度进行了测量和分析．结果表明,基于RP技术的硅胶RTV制模技术是快速进行小批量塑料零件制造的有效手段,选择适当的材料和优化制模注型工艺,可以保证良好的结构适应性,制件的尺寸精度满足工程要求．     

产品反向工程和快速原型制造的集成技术

基于在新产品研制和产品复制过程中,采用产品反向工程和快速原型制造的集成技术可以缩短产品研制开发的周期,提出了一种将两种先进制造技术集成的方案,将反向工程数字化测量所得到的截面数据,通过简化处理产生一个数据量小而包含的信息又足以满足精度要求的切片数据文件,直接用于快速原型制造,从而避免了曲面重构和转换成ＳＴＬ文件的中间过程,并阐述了去除多余截面,精必生成截面曲线等步骤的主要算法,实例表明采用该方法是