光固化實(shí)驗指導(dǎo)書

先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗指導(dǎo)書中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心編TOC\o"1-5"\h\z目 錄實(shí)驗一激光快速成型零件的三維實(shí)體設(shè)計實(shí)驗……4實(shí)驗二激光快速成型的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備實(shí)驗 5實(shí)驗三復(fù)雜零件激光快速成型實(shí)驗 10實(shí)驗四 零件的硅橡膠模具實(shí)驗 13一、 課程教學(xué)與實(shí)驗教學(xué)計劃學(xué)時比40/8、36/8二、 適用專業(yè)機(jī)械類研究生和機(jī)械設(shè)計制造及其自動化本科生三、 實(shí)驗?zāi)康呐c基本要求（一） 實(shí)驗?zāi)康目焖俪尚停≧apidPrototyping）技術(shù)是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來的一種新型制造技術(shù)，是近20年制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破。通過實(shí)驗使學(xué)生對快速成型技術(shù)的成型過程有較生動的理解，以及了解快速成型技術(shù)的應(yīng)用-制作硅橡膠模具。（二） 基本要求（1） 在主講教師提示要進(jìn)行實(shí)驗后，課代表或班長要及時與實(shí)驗教師取得聯(lián)系；（2） 根據(jù)自己本班同學(xué)們的課程安排和實(shí)驗室的實(shí)驗安排，與實(shí)驗教師妥善的協(xié)調(diào)好實(shí)驗的時間和分組；（3） 將實(shí)驗時間和分組情況，及時地反饋給主講教師和有關(guān)同學(xué)；（4） 參加實(shí)驗的同學(xué)在實(shí)驗前要做好本次實(shí)驗的預(yù)習(xí)并寫出預(yù)習(xí)報告；（5） 上實(shí)驗課時，要提前十分鐘進(jìn)實(shí)驗室，以便做好實(shí)驗前的準(zhǔn)備工作;（6） 認(rèn)真地聽好實(shí)驗指導(dǎo)教師的安排和要求，要獨(dú)立認(rèn)真地完成各項實(shí)驗任務(wù)；（7） 在實(shí)驗的過程當(dāng)中，要遵守實(shí)驗室的各種規(guī)章制度；愛護(hù)儀器設(shè)備；注意節(jié)約原材料；不要做與實(shí)驗無關(guān)的事情；（8） 若確定有特殊情況不能按時參加試驗的同學(xué)，要及時地與實(shí)驗指導(dǎo)教師聯(lián)系，并在規(guī)定的時間內(nèi)完成實(shí)驗；（9） 各項實(shí)驗設(shè)備在使用前要詳細(xì)地進(jìn)行檢查，實(shí)驗做完后要及時切斷電源，將儀器設(shè)備工具等整理擺放好。發(fā)現(xiàn)丟失或損壞應(yīng)立即報告；（10） 要遵守設(shè)備儀器的操作規(guī)程，注意人身和設(shè)備的安全；（11） 要保持實(shí)驗室內(nèi)和儀器設(shè)備的情節(jié)和整齊美觀。工作臺面要干凈并要搞好室內(nèi)衛(wèi)生；（12） 在離開實(shí)驗室前，要主動要求指導(dǎo)教師查驗儀器設(shè)備等，并有指導(dǎo)教師在有關(guān)的實(shí)驗數(shù)據(jù)的記錄紙上簽字，以求確認(rèn)對設(shè)備儀器的完好和已完成了在實(shí)驗室內(nèi)應(yīng)完成的工作；（13） 對實(shí)驗結(jié)果要進(jìn)行分析，整理和計算，認(rèn)真填寫實(shí)驗報告；（14） 按要求及時遞交實(shí)驗報告。四、實(shí)驗內(nèi)容實(shí)驗一激光快速成型零件的三維實(shí)體設(shè)計實(shí)驗（一） 實(shí)驗?zāi)康囊笥肅AXA軟件做連桿的實(shí)體造型設(shè)計或者用任意三維實(shí)體造型軟件設(shè)計任意復(fù)雜零件。（二） 實(shí)驗設(shè)備計算機(jī)（三） 實(shí)驗步驟與內(nèi)容連桿的零件如下圖所示：用CAXA軟件進(jìn)行三維實(shí)體造型。（四）實(shí)驗報告要求三維軟件設(shè)計的復(fù)雜零件用電子版的形式提交，提交時用班號+學(xué)號+姓名存盤。提交時存成stl格式。實(shí)驗二激光快速成型的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備實(shí)驗（一） 實(shí)驗?zāi)康囊笥肕agics軟件對實(shí)驗一所設(shè)計的三維實(shí)體加上輔助支撐。（二） 實(shí)驗設(shè)備計算機(jī)（三） 實(shí)驗步驟與內(nèi)容在模型建好以后，在進(jìn)行快速原型制作之前，需要進(jìn)行stl文件的輸出。這因為在成型過程中，由于未被激光束照射的部分材料仍為液態(tài)，它不能使制件界面上的孤立輪廓和懸臂輪廓定位。因此必須設(shè)計一些細(xì)柱狀或肋狀支撐結(jié)構(gòu)，并在成型過程中制作這些支撐結(jié)構(gòu)，以便確保制件的每一結(jié)構(gòu)部分都能可靠固定，同時也有助于減少制件的翹曲變形。為了成型完畢后能方便地從工作臺取下工件，而不使工件損壞，在工件的底部也應(yīng)設(shè)計和制作支撐結(jié)構(gòu)。所加支撐的主要類型有：點(diǎn)支撐，線支撐，網(wǎng)支撐，

塊支撐，輪廓支撐，三角支撐，整體支撐等。我們采用的給三維模型加輔助支撐的軟件是Magics軟件，軟件如下圖所示:（1）調(diào)入三維零件，在file中用LoadPart命令調(diào)入零件名為X.stl的零件。寸Untitled-lagics9.55|EditViewToolsSI.icerCuTlcep+LaserSupportGejneratorEnvieiontecNewPlatturrTiLlpenPlatform...SaveFlatformSaveFlatformAs...SendByEmailExportPlatform...MachineSetup...LoadFart... Ctrl+LLoadMGX...SaveFartAs... Ctrl+SSaveMGXAs...SaveAllInDirectory...UnloadFart Ctrl+UConverttoSelf-ExtractingMGX,一ImpurtTooling...ImportRapi>1Fit...ImportEDM.一ImportTuulExpert...Impurt?Export?CreateWordTemplateGenei^ateWardDociuTientCreatP2DDrawingProperties...F9Print...Ctrl+FC:MlucumenteandSettings\Adminietrator'?桌面\1i''i.waike-L￡.etlC:MlocuitienteandSettingskA.血inietrat口v\?桌面Vli\xeq_xjan-L.etlC:MlocuitienteandSettings\ikdniinietrat口v\?桌面Vli\clg-L2.stlC:MlocuitientsandSettings\ikdniinietr：±t口K桌ffi]\1i\aiib-XJ-an-L.stlC:MlocuitientsandSettings\ikdniinietr：±t口K桌面\1i\aiib-XJ-an-L-1.stl1Untitled,pffExit(2)分析零件是否有錯誤，用FixWizard命令。(3)調(diào)整合適的尺寸比例，用Rescale命令。(4)調(diào)整合適的擺放方向，用Rotatate命令。(5)調(diào)整合適的位置，用Translate命令。Tr：=LTLElate(6)加輔助支撐，用SupportGenerator命令。(7)導(dǎo)出加上輔助支撐的零件，用ExportPlatform命令。實(shí)驗報告要求三維復(fù)雜零件在加上輔助支撐后用電子版的形式提交，提交時用班號+學(xué)號+姓名存盤。實(shí)驗三復(fù)雜零件激光快速成型實(shí)驗（一） 實(shí)驗?zāi)康囊螅?） 了解光固化成型技術(shù)制作零件的流程；（2） 深入理解快速成型技術(shù)中的光固化成型（SLA）的成型過程。（二） 實(shí)驗設(shè)備SPS600B激光快速成型機(jī)，如下圖所示。SPS600B激光快速成型機(jī)SPS600B激光快速成型機(jī)采用高精密動態(tài)聚焦系統(tǒng)，在整個工作面上光斑直徑＜200Mm，重復(fù)定位精度達(dá)到±0.005mm以上，采用伺服電機(jī)、精密滾珠絲杠組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，使Z向升降臺重復(fù)定位精度達(dá)到±0.002mm以上；采用最新激光能量自適應(yīng)控制系統(tǒng)，表面光潔度大幅度提高；采用外置式液位傳感器，不影響有效工作平面，實(shí)時控制微量泵動態(tài)補(bǔ)償，精確控制層厚；采用超高速掃描器，激光掃描速度可達(dá)到8m/s，制作速度可達(dá)到60g/h,制件精度±0.1mm以內(nèi)。（三）實(shí)驗步驟與內(nèi)容1.工作原理光敏樹脂液相固化成型（SLA—StereolithographyApparatus）光敏樹脂液相固化成形又稱光固化立體造型或立體光刻。其工作原理如下圖所示。由激光器發(fā)出的紫外光，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)匯集成一支細(xì)光束，該光束在計算機(jī)控制下，有選擇的掃描液態(tài)光敏樹脂表面，利用光敏樹脂遇紫外光凝固的機(jī)理，一層一層固化光敏樹脂，每固化一層后，工作臺下降一段精確距離，并按新一層表面幾何信息使激光掃描器對液面進(jìn)行掃描，使新一層樹脂固化并緊緊粘在前一層已固化的樹脂上，如此反復(fù)，直至制作生成一個零件實(shí)體模型。激光立體造型制造精度日前可達(dá)±0.1mm,主要用作為產(chǎn)品提供樣品和實(shí)驗?zāi)Ｐ?。SLA原理圖2.操作步驟（1）把三維數(shù)模用三維軟件輸出快速成型數(shù)模（*.stl）。（2） 使用快速成型專業(yè)處理軟件Magics處理三維數(shù)模，對數(shù)模上的壞邊、壞面、反向面進(jìn)行修補(bǔ)，使其沒有缺陷。加支撐，調(diào)整支撐結(jié)構(gòu)，輸出支撐，進(jìn)行切片演示。最后輸出（*.slc）文件。（3） 把（*同。）文件輸入到快速成