光固化快速成型零件的尺寸误差

作者:黄明文 来源:推广部 时间:2018-12-29 14:55

StereoLithgraphyApparatus(StereoLithgraphyApparatus)是第一种广泛使用的快速原型技术。它有几种快速原型制作技术(层压型材方法、熔融沉积和激光粉末烧结)。形成、表面质量和原料利用率高的高精度。然而,光固化快速成型技术对温度为、振动、的光和湿度的处理环境有严格的要求,并且光固化机设备的原材料成本高。如果不控制生产过程,则容易引起样品的尺寸。导致浪费的错误导致生产成本增加和时间损失。

光固化快速成型零件的尺寸误差

2SLA样本大小错误类型

最终样本大小与样本纸大小之间的差异称为错误。从光固化快速原型的性质分类可分为原理误差和非原理误差。在SLA过程中,由STL 3D数据转换、软件的分层处理引起的错误是一个原理错误,这是由光固化快速原型制作的原理决定的,因此原理错误无法消除,只能减少小;由三维模型的设定过程和样品的后处理过程引起的误差是非主要误差,这些误差不受光固化快速成型原理的影响,非原则误差是相对的原则上的错误。主要受人为因素干扰。通过过程改进,可以减少或消除非主要错误。

3.1STL三维数据转换错误

在快速原型制造行业,STL格式文件已成为数据交换的事实标准。 STL数据由网格结构组成,网格结构由一系列三角形补丁组成,这些补丁根据以下规则形成STL数据:

1)任何三角形贴片的顶点不能位于任何其他三角形贴片的边缘; 2)3D模型的表面必须用三角形填充,不允许有孔、孔; 3)每个三角形贴片的顶点坐标必须为正; 4)如果三角形贴片具有公共顶点,则顶点的坐标值将被多次记录。当CAD软件绘制的3D模型转换为STL 3D数据时,如果模型的几何形状完全由平面组成,则不会发生错误,但是一旦模型具有弯曲结构,就不可避免地会发生错误。

3.2分层处理错误

分层处理是SLA中数据的离散过程。减小层的厚度可以减少误差。然而,由于SLA原理确定层厚度不能为零,因此分层处理引起的误差只能尽可能地减小。而且无法避免。由分层处理引起的主要错误反映在样本中。有三个要点:步长效果、堆叠方向(Z方向)高度误差和精细结构缺失。3.2.1步骤效果

通过调整成形方向的工艺设置,仍然不能保证样品表面和堆叠方向(Z方向)平行或垂直,样品表面将产生类似于台阶的结构,导致步骤效果的主要误差。此错误也是SLA过程中最常见的错误。

3.2.2 Z方向高度误差

当样品的Z方向高度和分层厚度是分层厚度的整数倍时,将发生Z方向高度误差。目前,SLA快速成型设备的层厚一般为0.1mm,最小可达0.025mm。通过设置软件参数,可以在一定范围内调整层厚度。例如,样品体在Z方向上的高度值为30.27mm,层厚度设定为0.1,样品体分为303层,并且模塑样品体的实际样品体高度为30.3mm,误差为0.03毫米。

3.2.3精细结构的损失

精细结构的损失与层的厚度之间的关系非常接近。一旦样品的精细结构的尺寸小于层厚度,就不能形成结构的正确形状。对于大于层厚度的样本缺失结构,缺陷通常发生在层的中间,因为三维模型是分层的,很难确保精细结构的起始或终止位置位于层之间的分层线,导致精细结构缺失现象导致错误。

3.3SLA原理错误控制

对于转换STL三维数据时产生的误差,可以减小弦高值,并且可以通过更多的三角形贴片无限地近似CAD三维模型。三角形贴片的数量越多,STL 3D数据和CAD 3D模型越接近,但过多的三角形贴片会带来数据冗余,增加计算机处理负担,降低生产效率,需要合理根据实际需要。设置相应的和弦高度值。在数据分层过程中,引入自适应分层过程以减小层厚度并增加重要表面区域中的层数或样本结构位置的Z方向要求,而其余区域保持原始设定点。层厚度是恒定的,从而减少了重要表面的阶梯效应,确保了Z方向高度和精细结构的完整性。

自适应分层过程在一定程度上减少了SLA的主要误差,但目前该过程的应用还不是很广泛,只有一些快速原型机支持这一过程。样品的取向是一个非常重要的工艺参数,它对样品的表面精度有重要影响。、支持数量、支持量和生产时间。在实际加工过程中,应结合样品的结构及其支撑过程,选择合理的生产方向,以保证样品重要表面的准确性,减少人为因素带来的非原则性。作为后清洗、支持和抛光。性错误。5结论

三维模型在光固化快速成型中的准确性、分层固化制造原理、处理过程和后处理因素会影响样品的最终尺寸,造成误差。工程技术人员需要充分了解和掌握光固化快速成型的原理,并结合客户的实际需求,才能制定合理的工艺路线,避免形成误差累积效应。

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