逆向工程与快速成形技术.ppt

逆向工程与快速成形技术 9.1 逆向工程 逆向工程的出现和发展 20世纪60 年代，日本为了恢复和振兴经济，提出科技兴国和大力发展制造业的方针：“一代引进，二代国产化，三代改进出口，四代占领国际市场”，并对机床、汽车、电子、光学设备和家电等行业的发展给予优惠政策。 日本政府和企业普遍认为对别国先进产品和先进技术的引进、消化、吸收、改进和挖潜，是自身发展的一条捷径。观点很快被事实验证，由此引发了逆向设计（Reverse Design）的概念。 点云数据的获取 测量设备（关节臂、三坐标测量机） 应用实例 数据导入 应用实例 数据显示（display） 应用实例 数据优化处理（删除、过滤） 应用实例 点云编辑（对齐） 应用实例 点云编辑（对齐） 应用实例 点云编辑（对齐） 应用实例 点云编辑（对齐） 应用实例 构造曲线 应用实例 构造曲面 应用实例 构造曲面 应用实例 构造曲面 应用实例 构造曲面 应用实例 构造帽檐曲面 应用实例 构造帽檐曲面 应用实例 曲面光顺性检查 应用实例 通过控制点手动调节曲面 9.2 快速成形技术 1.快速成形技术概述 在制造业中各种零件的制造工艺按加工后原材料体积的变化分为： 去除成形（Dislodge Forming）——传统的的车、铣、刨、磨等工艺方法就属于去除成性，它是制造业最主要的零件成型方式。 受迫成形（Forced Forming）——按其加工材料的自然状态又分为固态成形法（锻造、冲剪、挤压、拉拔等）、液态成形法（铸造）和半液态成形法（注塑）。 添加成形（Additive Forming）——八十年代初一种全新的制造概念。通过添加材料来达到零件设计要求的成形方法，这种新型的零件生产工艺就是RP（快速成形）的主要实现手段。 生长成形（Growth Forming） 1.快速成形技术概述 快速成型(Rapid Prototyping)是上世纪80年代末及90 年代初发展起来的高新制造技术，是由三维CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状三维实体的总称。它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果，是先进制造技术的重要组成部分。 由于它把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性。 1.快速成形技术概述 与传统制造方法不同，快速成型从零件的CAD几何模型出发，通过软件分层离散和数控成型系统，用激光束或其他方法将材料堆积而形成实体零件。通过与数控加工、铸造、金属冷喷涂、硅胶模等制造手段相结合，已成为现代模型、模具和零件制造的强有力手段，在航空航天、汽车、机械、电子、电器、医学、建筑、玩具、工艺品等很多领域得到了广泛应用。 1.快速成形技术概述 快速成形的工艺过程一般包括以下几个步骤： （1）产品三维建模 （2）三维模型的近似处理 （3）三维模型的分层切片和生产加工路径 （4）成型加工 （5）成形零件的后处理 1.快速成形技术概述 快速成形的技术特点： （1）简易性 （2）快速性 （3）高度柔性 （4）技术的高度集成性 （5）应用领域广泛 2.快速成形工艺 按照成形原理的不同，快速成形技术可分为两大类： 2.快速成形工艺 按照成形材料的不同，快速成形技术可分为： 2.快速成形工艺 2.2.1. SL工艺原理 立体光刻成形(Stereo-Lithography，SL)是目前最为成熟和广泛应用的一种快速成型制造工艺（如图2）。 2.快速成形工艺 2.2.1. SL工艺原理 这种工艺以液态光敏树脂为原材料，在计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓轨迹对液态树脂逐点扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合(固化)反应，从而形成零件的一个薄层截面。完成一个扫描区域的液态光敏树脂固化层后，工作台下降一个层厚，使固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂然后重复扫描、固化，新固化的一层牢固地粘接在一层上，如此反复直至完成整个零件的固化成型。 2.快速成形工艺 2.2.2. SL工艺过程 SL成形工艺过程总体包括4个过程，如下图 2.快速成形工艺 2.2.3. SL成形材料 1）材料的基本要求 光敏树脂是立体成形工艺的基材，其性能对成形零件的质量具有决定性影响。光敏性树脂应具有特性： 黏度低 固化速度快 固化收缩小 一次固化程度高 湿态强度高 溶胀小 毒性小 2.快速成形工艺 2.2.3. SL成形材料 2）材料种类 自由基光固树脂 阳离子光固化树脂 混杂型光固化树脂 2.快速成形工艺 2.2.3. SL成形材料 3）材料的收缩变形 树脂在固化过程中的体收缩率通常约10%,线收缩率约为3%