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A0-Z方向工作台.dwg
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A0-装配图.dwg
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A1-X-Y方向扫描.dwg
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A1-电控原理图.dwg
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A1-刮刀机构.dwg
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A2-X-Y扫描机构托板.dwg
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A2-工作台托盘.dwg
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A2-梯形图.dwg
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设计说明书-19700字-46页.doc
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1、形成的二维数据,用粘贴熔结聚合作用或化学反应等手段,逐层有选择地固化液体或粘结固体材料,从而快速堆积制作出所要求形状的零部件或模型.传统的制造方法是基于材料去除概念,先利用技术作出零件的三维图形,然后对其进行数值分析有限元分析模态分析热分析等,再经动态仿真之后,通过的个后处理模块仿真加工过程,所有的要求均满足之后,形成文件在数控机床上加工成形.快速原型制造技术突破了传统加工中的金属成型如锻冲拉伸铸注塑加工和切削成形的工艺方法,是种“使材料生长而不是去掉材料的制造过程”,其制造过程的主要特点是新的加工概念.是采用材料累加的概念,即所谓“让材料生长而非去除”,因此,加工过程无需刀具模具和工装夹具,且材料利用率极高突破了零件几何形状复杂程度的限制,成形迅速,制造出的零件或模型是具有定功能的三维实体越过了过程,实现了的无缝。
2、方法简介及对比表.几种典型成型工艺的比较成型工艺原型精度表面质量复杂程度零件大小材料价格利用率常用材料制造成本生产效率设备费用较高优中等中小件较贵很高树脂较高高较贵较高较差简单中小件便宜较差塑料低高便宜较低中等复杂中小件较贵很高石蜡较低中等较贵较低较差中等中小件较贵很高金属较低较低便宜.快速成型精度概述研究成型机的成型精度，提高成型精度，对于技术的推广和应用有很重要的影响。制件误差的产生原因见图所示光固化成型由三个环节组成前处理快速成型加工和后处理。这三个部分彼此相连，共同完成光固化快速成型过程。每环节中存在的误差都会影响到最终成型零件的精度。快速成型的精度为机械精度和制件精度。目前影响快速成型最终精度的主要原因由于下几个方面模型的前处理造成的误差目前，对于绝大多数快速成型系统而言，必须对工件的三维模型进行格式化和。
3、模型,但对表面形状变化大和精度要求高的部分应切得薄些,其他般部位切得厚些.随后软件再根据各薄层平面的运动指令,在结合提升机构沿坐标方向的间歇下降运动,形成整个零件的数控加工指令.指令输入系统中,首先是工作台下降至液体容器的液面之下,对应于模型最下层切片的厚度处,根据该切片的平面几何数据,紫外光照射可固化的液态树脂如环氧树脂,乙烯酸树脂或丙烯酸树脂,在紫外光的作用下,因光聚合作用,第层被固化在工作台上.然后,升降工作台下降至第二层切片厚度,激光器按照该层切片的平面几何数据扫描液面,使新层液态树脂固化并紧紧粘长在前层已固化的树脂上。如此反复“生长”,直至形成整个三维实体零件.如图所示图.立体光固造型技术原理图.立体光固造型国内外现有技术水平立体光固造型方法是目前世界上研究最深入技术最成熟应用最广泛的种快速成型方法。目前。
4、降误差扫描误差和树脂涂层误差。托板升降误差指的是托板的运动精度，它直接影响层厚的精度扫描误差指的是平面扫描系统沿,方向的运动精度，它影响成型零件的尺寸精度和表面光洁度。成型过程中材料状态引起的翘曲变形在光固化过程中，树脂由液态变为固态，此时单体分子发生聚合反应，分子之间距离改变，相应地造成体积收缩。在这个过程中，伴有加热作用，这些因素会引起制件每层截面的尺寸变化，再加上相邻层间不规则约束，以由收缩而产生的应力会造成零件在加工过程中的变形。如加工悬臂零件在悬臂部分不加支撑，可以很明显地看到由于树脂收缩而造成的变形。成型之后环境度化引起的误差从成型系统上取下已成型的工件之后，由于温度湿度等环境状况的变化，工件会继续蠕变并导致误差。成型过程中残留在工件内的残余应力也可能由于时效的作用而部分消失而导致误差。工件后处理造成误。
5、滚动导轨副的距离额定寿命.步进电机的选择传动系统等效转动惯量计算所需转动力矩计算.本章小结第章方向设计计算.方向工作台设计设计任务设计参数方案的分析比较论证.脉冲当量和传动比的确定脉冲当量的确定传动比的确定确定步进电机步距角.丝杠的选型及计算计算丝杠受力滚珠丝杠螺母副的选型和校核.步进电机的选择传动系统等效转动惯量计算所需转动力矩计算.本章小结第章刮刀系统设计.刮板的选择.刮板的材料和移动速度对涂层质量的影响.本章小结第章控制系统.步进电机的简介.步进电机的工作原理及特性.简单介绍为大量实际应用而开发的特殊功能网络和数据通信其它功能.控制原则.控制方法行程控制进给速度控制进给方向控制.本章小结结论参考文献致谢第章绪论本文主要针对快速成型机机机械结构设计。按照国家和行业相关标准，机械传动部分参照了机电体化系统设计手册。
6、切片等处理，以便得到系列的截面轮廓。在对三维模型分层切片前，需作实体模型的近似处理，即用三角面片近似逼近处理表面，其输出的数据为文件格式，这种格式非常简单，便于后续的分层处理。格式中每个三角面片只用四个数据项表示，即三个顶点坐标和个法向矢量，而整个模型就是这样组矢量的集合，公式化用许多小三角面去逼近模型的表面，由于以下原因，它会导致误差从本质上看，三角面的组合，不可能完全表达实际表面，所以，误差无法避免公式化时，数据的沉余量太大，致使所需计算机的存储量过大，从而难于选取更小更多的小三角面，造近似结果与实际表面有更大的误差另外，在进行格式转换时，有时会产生些局部缺陷，例如，在表面曲率变化较大的分界处，可能出现据齿状小凹坑，从而造成误差。图.制件误差产生原因成型系统的工作误差成型机成型系统的工作误差按照组成可分为托板升。
7、连接系统是办公室运作环境,真正变成图形工作站的外设。由于可以快速自动精确地将模型转化成为具有定功能的产品原型或直接制造零件,因此它对于缩短产品的研发周期控制风险提高企业参与市场竞争的能力,都具有重要的现实意义.几种典型的快速成型技术立体光固造型又称激光立体造型激光立体光刻或立体印刷装置.叠层实体制造叠层实体制造的成形材料是热敏感类箔材如纸等,激光器的作用变是切割.成形开始时,激光器先按最底层的三维实体模型的切片平面几何信息数据,对于铺在工作台上的箔材作轮廓切割,之后,工作台下降层高度,重新送入层铺在底层之上材料,并用加热辊滚压,与底层粘牢,激光器按对应数据作轮廓切割,如此反复直至整个三维零件制作完成.制作的零件不收缩不变形,精度可达.,切片厚度。选择性激光烧结选择性激光烧结的生产过程与类似,用红外激光对金属粉末或塑。
8、料粉末层层地扫描加热使其达到烧结温度,最后烧结出由金属或塑料制成的立体结构.融积成型技术融积成型技术的制造过程是,首先通过系统随机的和软件将模型分为层层极薄的截面,生成控制喷嘴移动轨迹的几何信息.运作时,加热头把热塑材料如聚脂塑料塑料蜡等加工到临界状态,在微型机控制下,喷嘴沿着确定的平面几何信息数据运动并同时挤出半流动的材料,沉积固化成精确的实际零件薄层,通过垂直升降系统降下新形成层并同样固化之,且与已固化层牢固地连接在起.如此反复,由下而上形成个三维实体.的制作精度目前可达.,连续堆积范围,它允许材料以不同的颜色出现.其它快速原型制造技术直接制模铸造来源于三维印刷快速成型技术.其加工过程是先把设计好的零件模型装入模壳设计装置,利用微型机绘制浇注模壳,产生个达到规定厚度,需要配有模芯的模壳组件的电子模型,然后将其输。
9、构轴升降机构刮刀机构，并且对其中的部分结构进行了改进。方向的平面扫描运动和刮刀的水平运动由原来的精密同步带传动改成精密滚珠丝杠传动，使其在行程较长时不出现抖动，有利于保证扫描精度，运动稳定。采用直线步进电机直接连接滚珠丝杠，响应更加快速准确，同时因无中间部件，使机械结构简单化，精度较高。通过对立体激光快速成型机机械结构的设计，使得其运动和传动更加合理和平稳，进而使其在生产过程中能够更好的进行生产。术原理.快速成型机国内外现有技术水平.快速成型机应用领域.本次设计的主要工作主要设计工作设计参数设计思路及主要问题第章方向设计计算.设计任务设计参数方案的分析比较论证.脉冲当量和传动比的确定脉冲当量的确定传动比的确定确定步进电机步距角.丝杠的选型及计算计算丝杠受力滚珠丝杠螺母副的选型和校核.导轨的选型及计算初选导轨型号计算。
10、。在设计过程中，力求使快速成型机的传动及零部件结构简单运动稳定而且成本低廉质量可靠可批量生产，并且促进快速成型机的普及与发展，同时为国内同类机器的设计提供定的参考。.快速原型技术简介快速原型制造技术,简称,是先进制造技术的重要分支.它是年代后期起源于美国,后很快发展到欧洲和日本,可以说是近年来制造技术最重大进展之.它建立在技术计算机控制技术数控技术检测技术和材料科学的基础之上,将计算机辅助设计与各种自由造型技术直接结合起来,能以最快的速度将设计思想物化为具有定结构功能的产品原型或直接制造零件,从而使产品设计开发可能进行快速评价测试改进,以完成设计制造过程,适应市场需求.的基本构思任何三维零件都可看成是许多二维平面沿坐标方向迭加而成,因此可利用分层切片软件,将计算机产生的三维实体模型处理成系列薄截面层,并根据各截面层。
11、差通常，成型后的工件需进行打磨抛光和表面涂镀等后处理。如果后处理不当，对形状尺寸控制不严格，也可能导致误差。后处理过程产生的误差可分为三种是支撑去除时对表面质量的影响。要求支撑的设计必须合理，不多不少。另外种是残留液态树脂的固化引起工件的变形。因此在扫描成型时尽可能使残留树脂为零成型过程中工件内部的残余应力引起的蠕变也是影响精度的因素之。设法减小成型过程中的残余应力有利于提高零件的成型精度。.立体光固造型技术原理又称激光立体造型激光立体光刻或立体印刷装置。它是基于液态光敏树脂的光聚合原理工作的。这种液态材料在定波长和功率的紫外光的照射下能迅速发生光聚合反应，相对分子质量急剧增大，材料也就从液态转变成固态。的原理是由系统对准备制造的零件进行三维实体造型设计,再由专门的计算机切片软件系统的三维造型切割成若干薄层平面数据。
12、模壳制造装置,由电子模型制成固体的三维陶瓷模壳.取走模壳处疏松的陶瓷粉,露出完成的模壳,采用熔模铸造的般方法对模壳最后加工,完成整个加工过程.此系统能检测自己的印刷缺陷,不需要图纸,就可完成全部加工.光屏蔽即由以色列公司开发,该工艺可以在同时间固化整个层的液体光聚合物.工艺使用丙烯酸盐类光聚合物材料,其制作精度可达整体尺寸的.,切片厚度约为,公司开发的型产品制作的最大工作尺寸为,所用紫外光灯功率为,每层循环约化.日本三菱化学最近推出的三菱化学快速制模系统,可将原型直接转换成模具,采用称作“金属补强树脂制模复合料”,制模成本降低为传统制模的,制模时间缩短了.奥斯丁的德克萨斯大学正在研究的高温选择激光烧结,在取消聚合物粘结剂方面进行了尝试.结果表明,可利用或青铜镍粉两相粉末,采用激光局部熔化低熔点粉末来制造模具各种成型。
参考资料：
快速成型机设计