基本信息
文件名称:光固化快速成型工艺.ppt
文件大小:11.55 MB
总页数:93 页
更新时间:2025-05-18
总字数:约1.54万字
文档摘要

措施(2):光斑校正双振镜扫描的另一个缺陷是,光斑扫描轨迹构成的像场是球面,与工作面不重合,产生聚焦误差或z轴误差。聚焦误差可以通过动态聚焦模块得到校正,动态聚焦模块可在振镜扫描过程中同步改变模块焦距,调整焦距位置,实现z轴方向扫描,与双振镜构成一个三维扫描系统。聚焦误差也可以用透镜前扫描和?θ透镜进行校正,扫描器位于透镜之前,激光束扫描后射在聚焦透镜的不同部位,并在其焦平面上形成直线轨迹与工作平面重合,如图2-27所示。这样可以保证激光聚焦焦点在光敏树脂液面上,使达到光敏树脂液面的激光光斑直径小,且光斑大小不变。图2-29fθ透镜扫描第四节光固化成型的精度及效率第62页,共93页,星期日,2025年,2月5日5.激光扫描方式对成型精度的影响扫描方式与成型工件的内应力有密切关系,合适的扫描方式可减少零件的收缩量,避免翘曲和扭曲变形,提高成型精度。SLA工艺成形时多采用方向平行路径进行实体填充,即每一段填充路径均互相平行,在边界线内往复扫描进行填充,也称为Z字形(Zig-Zag)或光栅式扫描方式,如图2-30a所示。但在扫描一行的过程中,扫描线经过型腔时,扫描器以跨越速度快速跨过。这种扫描方式,需频繁跨越型腔部分,一方面空行程太多,会出现严重的“拉丝”现象(空行程中树脂感光固化成丝状);另一方面扫描系统频繁地在填充速度和快进速度之间变换,会产生严重的振动和噪声,激光器要频繁进行开关切换,降低了加工效率。第四节光固化成型的精度及效率第63页,共93页,星期日,2025年,2月5日图2-30b中采用分区扫描方式,在各个区域内采用连贯的Zig-Zag扫描方式,激光器扫描至边界即回折反向填充同一区域,并不跨越型腔部分;只有从一个区域转移到另外一个区域时,才快速跨越。这种扫描方式可以省去激光开关,提高成型效率,并且由于采用分区后分散了收缩应力,减小了收缩变形,提高了成型精度。a)顺序往复扫描b)分区域往复扫描图2-30Z字形扫描方式第四节光固化成型的精度及效率第64页,共93页,星期日,2025年,2月5日光栅式扫描又可分为长光栅式扫描和短光栅式扫描。应用模拟和试验的方法扫描加工悬臂梁,结果表明与长光栅式扫描相比较采用短光栅式扫描更能减小扭曲变形。采用跳跃光栅式扫描方式(如图2-31所示)能有效的提高成型精度,因为跳跃光栅式扫描方式可以使已固化区域有更多的冷却时间,从而减小了热应力。a)跳跃长光栅式扫描方式b)跳跃短光栅式扫描方式图2-31跳跃光栅式扫描方式第四节光固化成型的精度及效率第65页,共93页,星期日,2025年,2月5日对扫描方式的研究表明,在对平板类零件进行扫描时易采用螺旋式扫描方式(如图2-32所示),且从外向内的扫描方式比从内向外的扫描方式加工生产的零件精度高。b)跳跃短光栅式扫描方式图2-32螺旋式扫描方式a)跳跃长光栅式扫描方式第四节光固化成型的精度及效率第66页,共93页,星期日,2025年,2月5日图2-83DSystems公司的SLA-7000机型图2-93DSystems公司的Vipersi2SLA机型第二节光固化快速成型材料及设备第30页,共93页,星期日,2025年,2月5日图2-103DSystems公司的ViperProSLA机型第二节光固化快速成型材料及设备第31页,共93页,星期日,2025年,2月5日国内西安交通大学在光固化成型技术、设备、材料等方面进行了大量的研究工作,推出了自行研制与开发的SPS、LPS、和CPS三种机型,每种机型有不同的规格系列,其工作原理都是光固化成型原理。其中SPS600和LPS600成型机如图所示。图2-11SPS600成型机图2-12LPS600成型机第二节光固化快速成型材料及设备第32页,共93页,星期日,2025年,2月5日西安交通大学光固化成型机主要性能指标与技术特征:①该成型机激光器、扫描与光聚焦系统两关键部件从国外引进,扫描速度SPS最大可达7m/s、LPS可达2m/s,精度达±0.1mm;全范围扫描分辨率达3.6μm,整机控制精度达50μm,高于国外同类机器水平,保证了可靠性;扫描光斑直径=0.2mm,SPS激光寿命5000h,LPS激光寿命2000h,与国外水平相同。②采用了快速排序分层法,大大加快分层速度,且具有对分层数据自动诊断和修复功能。③