快速成型的前处理后处理与精度PPT讲稿.ppt

快速成型的前处理后处理与精度第1页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度 快速成型的前处理包括快速成型的前处理包括CAD三维模型三维模型的构建、的构建、CAD三维模型的三维模型的STL格式化以格式化以及三维模型的切片处理等。及三维模型的切片处理等。第2页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法 应用计算机三维设计软件，根据产品的要求设计应用计算机三维设计软件，根据产品的要求设计 三维模型；三维模型；应用计算机三维设计软件，将已有产品的二维图纸应用计算机三维设计软件，将已有产品的二维图纸转化为三维模型；转化为三维模型；仿制产品时，应用反求设备和反求软件，得到产品仿制产品时，应用反求设备和反求软件，得到产品的三维模型；的三维模型；利用利用InternetInternet网络，将用户设计好的三维模型直接网络，将用户设计好的三维模型直接传输到快速成型工作站。传输到快速成型工作站。第3页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法1.1.用计算机辅助设计软件构建三维模型（概念设计）用计算机辅助设计软件构建三维模型（概念设计）在计算机上，用三维在计算机上，用三维CAD软件，根据产品的软件，根据产品的要求，可以设计其三维模型，或将已有的产品的要求，可以设计其三维模型，或将已有的产品的二维三视图转换成三维模型。二维三视图转换成三维模型。第4页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）对存在的的物理模型或实物样件，若要进行对存在的的物理模型或实物样件，若要进行仿制或再设计，必须对实物进行三维数字化处理，仿制或再设计，必须对实物进行三维数字化处理，数字化手段包括传统测绘及各种先进测量方法，数字化手段包括传统测绘及各种先进测量方法，这一模式即为这一模式即为反求工程反求工程，或称，或称逆向工程（逆向工程（RE)第5页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造运用反求工程构造三维模型的方法三维模型的方法（逆向工程）（逆向工程）第6页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）逆向工程设备：逆向工程设备：测量机：获得产品三维数字化数据（点云测量机：获得产品三维数字化数据（点云/特征）；特征）；曲面曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构；实现曲面重构，甚至实体重构；CAD/CAE/CAM CAD/CAE/CAM软件；软件；数控机床；数控机床；第7页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）在制造领域，反求工程具体表现为对已有物体在制造领域，反求工程具体表现为对已有物体的参照设计，通过实物的测量构造物体的几何的参照设计，通过实物的测量构造物体的几何模型，进而根据物体的具体功能进行改进设计和模型，进而根据物体的具体功能进行改进设计和制造。制造。反求工程广泛应用在汽车、航空、模具等领域。反求工程广泛应用在汽车、航空、模具等领域。第8页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）常见的扫描机有传统的坐标测量机（常见的扫描机有传统的坐标测量机（CMM）、）、激光扫描机（激光扫描机（LS）、零件断层扫描机（）、零件断层扫描机（CSS）、）、计算机计算机X射线断层照相术（射线断层照相术（CT）以及磁共振成像）以及磁共振成像（MRI）。）。第9页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）（1 1）三坐标测量机）三坐标测量机 将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。三坐标测量机的组成三坐标测量机的组成：主机机械系统（主机机械系统（X X、Y Y、Z Z三轴或其它）；三轴或其它）；测头系统；测头系统；电气控制硬件系统；电气控制硬件系统；数据处理软件系统（测量软件）；数据处理软件系统（测量软件）；第10页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）（1 1）三坐标测量机）三坐标测量机第11页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）（1 1）三坐标测量机）三坐标测量机第12页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）（2 2）三维激光扫描机）三维激光扫描机第13页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）（3 3）CTCT扫描及数据转化扫描及数据转化 CT CT扫描已广泛应用于医疗诊断、假体设计、扫描已广泛应用于医疗诊断、假体设计、工业检测和三维数字化，目前比较的一种工业检测和三维数字化，目前比较的一种CTCT扫描是螺旋式扫描是螺旋式CTCT扫描。扫描。其原理是：其原理是：用该扫描机对实体（如人体）扫描时，实体在一个用该扫描机对实体（如人体）扫描时，实体在一个门架中连续地向前缓缓移动，装于门架上的门架中连续地向前缓缓移动，装于门架上的X X射线管射线管和检测系统围绕实体连续转动并采集数据。和检测系统围绕实体连续转动并采集数据。第14页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.1 三维模型的构建方法2.2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）（3 3）CTCT扫描及数据转化扫描及数据转化用CT扫描采集数据CT图像分割CT轮廓分割表面建模表面模型的修改第15页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度 快速成型制造设备目前可以接受诸如快速成型制造设备目前可以接受诸如STLSTL、SLCSLC、CLICLI、RPIRPI、SIFSIF等多种数据格式。等多种数据格式。其中由美国其中由美国3D Systems3D Systems公司开发的公司开发的STLSTL文件文件格式可以被大多数快速成型机所接受，被工业格式可以被大多数快速成型机所接受，被工业界认为是目前快速成型数据的标准，几乎所有界认为是目前快速成型数据的标准，几乎所有类型的快速成型制造系统都采用类型的快速成型制造系统都采用STLSTL数据格式。数据格式。第16页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.2 三维模型的STL格式化 STL STL文件的主要优势在于表达简单清晰，文件中只包含文件的主要优势在于表达简单清晰，文件中只包含相互衔接的三角形片面节点坐标及其外法向量。相互衔接的三角形片面节点坐标及其外法向量。STL STL数据格式的实质是用许多细小的空三角形面来逼近数据格式的实质是用许多细小的空三角形面来逼近还原还原CADCAD实体模型，这类似于实体数据模型的表面有限元网实体模型，这类似于实体数据模型的表面有限元网格划分。格划分。第17页，共53页，编辑于2022年，星期六3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度 STL STL文件的数据格式是采用小三角形来近似文件的数据格式是采用小三角形来近似逼近三维实体模型的外表面，小三角形数量逼近三维实体模型的外表面，小三角形数量的多少直接影响着近似逼近的精度。的多少直接影响着近似逼近的精度。精度要求越高，选取得三角形应该越多。精度要求越高，选取得三角形应该越多。但是，就本身面向快速成型制造要求的但是，就本身面向快速成型制造要求的CADCAD模型模型的的STLSTL文件，过高的精度要求也是不必要的。文件，过高的精度要求也是不必要的。3.1.2 三维模型的STL格式化第18页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度1.STL1.STL格式文件的规则格式文件的规则（1 1）共顶点规则）共顶点规则 每个平面小三角形必须与每个相邻的平面小每个平面小三角形必须与每个相邻的平面小三角形共用两个顶点。三角形共用两个顶点。3.1.2 三维模型的STL格式化3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第19页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度1.STL1.STL格式文件的规则格式文件的规则（2 2）取向规则）取向规则 用平面小三角形中的顶点排序来确定其所用平面小三角形中的顶点排序来确定其所表达的表面是内表面或外表面。表达的表面是内表面或外表面。逆时针的顶点排序表示该表面为外表面；逆时针的顶点排序表示该表面为外表面；顺时针的顶点排序表示该表面为内表面。顺时针的顶点排序表示该表面为内表面。3.1.2 三维模型的STL格式化3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第20页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度1.STL1.STL格式文件的规则格式文件的规则（3 3）取值规则）取值规则 每个小三角形平面的顶点坐标值必须是正数每个小三角形平面的顶点坐标值必须是正数零或负数是错误的。零或负数是错误的。（4 4）合法实体规则）合法实体规则 STL格式不得违反合法实体规则，又称充满格式不得违反合法实体规则，又称充满法则。即在三维模型的所有表面上，必须布满法则。即在三维模型的所有表面上，必须布满小三角形平面。小三角形平面。3.1.2 三维模型的STL格式化3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第21页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度2.STL2.STL格式文件的错误和纠错软件格式文件的错误和纠错软件 由于由于CADCAD软件和软件和STLSTL文件格式本身存在的问题，文件格式本身存在的问题，以及转换过程中造成的错误，使产生的以及转换过程中造成的错误，使产生的STLSTL格式格式文件难免有少量缺陷，其中常见的有以下几种：文件难免有少量缺陷，其中常见的有以下几种：出现违反共顶点规则的三角形；出现违反共顶点规则的三角形；出现违反取向规则的三角形；出现违反取向规则的三角形；出现错误的裂缝或孔洞；出现错误的裂缝或孔洞；三角形过多或过少；三角形过多或过少；微小特征遗漏或出错。微小特征遗漏或出错。3.1.2 三维模型的STL格式化3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理第22页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.3 三维模型的切片处理3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理 在快速成型制造系统中，切片处理及切片软件在快速成型制造系统中，切片处理及切片软件是极其重要的。是极其重要的。切片的目的是要将模型以片层方式来描述。切片的目的是要将模型以片层方式来描述。通过这种描述，无论零件多么复杂，对每一层通过这种描述，无论零件多么复杂，对每一层来说却是很简单的平面。来说却是很简单的平面。切片处理是将计算机中的几何模型变成轮廓切片处理是将计算机中的几何模型变成轮廓线来表述。线来表述。切片软件的主要任务是接受正确的切片软件的主要任务是接受正确的STL文件，文件，并生成指定方向的截面轮廓并生成指定方向的截面轮廓第23页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.3 三维模型的切片处理3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理1.1.成型方向的选择成型方向的选择 不同的成型方向会对工件品质（尺寸精度、不同的成型方向会对工件品质（尺寸精度、表面粗糙度、强度等）、材料成本和制作时间表面粗糙度、强度等）、材料成本和制作时间产生很大的影响。产生很大的影响。成型方向对工件品质的影响成型方向对工件品质的影响 一般而言，无论哪种快速成型方法，由于一般而言，无论哪种快速成型方法，由于不易控制工件不易控制工件Z Z方向的翘曲变型等原因，使方向的翘曲变型等原因，使工件的工件的X-YX-Y方向的尺寸精度比方向的尺寸精度比Z Z方向更易保证。方向更易保证。应将精度要求较高的轮廓尽可能放置在应将精度要求较高的轮廓尽可能放置在X-YX-Y平平面。面。第24页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.3 三维模型的切片处理3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理1.1.成型方向的选择成型方向的选择 成型方向对材料成本的影响成型方向对材料成本的影响 不同的成型方向导致不同的材料消耗量。不同的成型方向导致不同的材料消耗量。对于需要外支撑结构的快速成型，如对于需要外支撑结构的快速成型，如SLASLA和和FDMFDM，材料的消耗量应包括支撑结构材料。，材料的消耗量应包括支撑结构材料。总材料消耗量还取决于原材料的回收和再总材料消耗量还取决于原材料的回收和再使用。使用。第25页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.3 三维模型的切片处理3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理1.1.成型方向的选择成型方向的选择 成型方向对制作时间的影响成型方向对制作时间的影响 工件的成型时间由前处理时间、分层叠加成型工件的成型时间由前处理时间、分层叠加成型时间和后处理时间等三部分构成。时间和后处理时间等三部分构成。成型时间等于层成型时间及层与层之间处理成型时间等于层成型时间及层与层之间处理时间之和。它随成型方向而变化。时间之和。它随成型方向而变化。第26页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.3 三维模型的切片处理3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理2.2.快速成型中的主要切片方式快速成型中的主要切片方式 STL STL切片切片 工件的成型时间由前处理时间、分层叠加成工件的成型时间由前处理时间、分层叠加成型时间和后处理时间等三部分构成。型时间和后处理时间等三部分构成。成型时间等于层成型时间及层与层之间处理成型时间等于层成型时间及层与层之间处理时间之和。它随成型方向而变化。时间之和。它随成型方向而变化。第27页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.3 三维模型的切片处理3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理2.2.快速成型中的主要切片方式快速成型中的主要切片方式 容错切片容错切片 容错切片基本上避开容错切片基本上避开STLSTL文件三维层次上的文件三维层次上的纠错问题，直接在二维层次上进行修复。纠错问题，直接在二维层次上进行修复。第28页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.3 三维模型的切片处理3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理2.2.快速成型中的主要切片方式快速成型中的主要切片方式 适应性切片适应性切片 适应性切片根据零件的几何特征来决定切片适应性切片根据零件的几何特征来决定切片的层厚，在轮廓变化频繁的地方采用小厚度的层厚，在轮廓变化频繁的地方采用小厚度切片，在轮廓变化平缓的地方采用大厚度切片切片，在轮廓变化平缓的地方采用大厚度切片与统一层厚切片方法比较，可以减少与统一层厚切片方法比较，可以减少Z Z轴误差、轴误差、阶梯效应与数据文件的长度。阶梯效应与数据文件的长度。第29页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.3 三维模型的切片处理3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理2.2.快速成型中的主要切片方式快速成型中的主要切片方式 直接适应性切片直接适应性切片 直接适应性切片利用适应性切片思想从直接适应性切片利用适应性切片思想从CADCAD模型模型中直接切片。可以同时减小中直接切片。可以同时减小Z Z轴和轴和X-YX-Y平面平面方向上的误差。方向上的误差。第30页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.1.3 三维模型的切片处理3.1 快速成型的前处理快速成型的前处理2.2.快速成型中的主要切片方式快速成型中的主要切片方式 直接切片直接切片 不需要转化为不需要转化为STLSTL格式文件，直接在原始格式文件，直接在原始CADCAD模模型进行直接切片，具有如下优点：型进行直接切片，具有如下优点：能减少快速成型的前处理时间；能减少快速成型的前处理时间；可避免可避免STLSTL格式文件的检查和纠错过程；格式文件的检查和纠错过程；可降低模型文件的规模；可降低模型文件的规模；能直接采用能直接采用PRPR数控系统的曲线插补功能，数控系统的曲线插补功能，从而提高工件的表面质量；从而提高工件的表面质量；能提高制件的精度。能提高制件的精度。第31页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理 从快速成型上取下的制品往往需要进行剥离，从快速成型上取下的制品往往需要进行剥离，以便去除废料和支撑结构；有得还需要进行后以便去除废料和支撑结构；有得还需要进行后固化、修补、打磨、抛光和表面强化处理等，固化、修补、打磨、抛光和表面强化处理等，这些工序统称为这些工序统称为后处理后处理。第32页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理（1 1）SLASLA光固化成型的后处理光固化成型的后处理 光固化成型的后处理包括原型的清理、去除光固化成型的后处理包括原型的清理、去除支撑、后固化以及必要的打磨等工作。以某一支撑、后固化以及必要的打磨等工作。以某一SLA原型为例介绍其后处理过程。原型为例介绍其后处理过程。1）原型叠层制作结束后，工作台升出液面，停留）原型叠层制作结束后，工作台升出液面，停留510min，以晒干滞留在原型表面的树脂和排除包裹，以晒干滞留在原型表面的树脂和排除包裹在原型内部多余的树脂；在原型内部多余的树脂；2）将原型和工作台网板一起斜方晒干，并将其浸入）将原型和工作台网板一起斜方晒干，并将其浸入丙酮、酒精等清洗液体中，搅动并刷掉残留气泡；丙酮、酒精等清洗液体中，搅动并刷掉残留气泡；3）原型清洗完毕后，出除支撑结构；）原型清洗完毕后，出除支撑结构；4)再次清洗后置于紫外烘箱中进行整体后固化。再次清洗后置于紫外烘箱中进行整体后固化。第33页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理（2 2）SLSSLS粉末材料烧结成型后处理粉末材料烧结成型后处理 SLS SLS成型件的金属半成品需置于加热炉中烧成型件的金属半成品需置于加热炉中烧除粘结剂、烧结金属粉和渗铜除粘结剂、烧结金属粉和渗铜 TDP TDP和和SLSSLS的陶瓷成型件也需置于加热炉中的陶瓷成型件也需置于加热炉中烧结粘结剂、烧结陶瓷粉。烧结粘结剂、烧结陶瓷粉。第34页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理快速成型完毕，制件经常如下缺陷：快速成型完毕，制件经常如下缺陷：（1）制件表面不够光滑；）制件表面不够光滑；（2）制件的薄壁和某些微小特征结构可能强度、）制件的薄壁和某些微小特征结构可能强度、刚度不够；刚度不够；（3）制件某些尺寸、形状不够精确；）制件某些尺寸、形状不够精确；（4）制件的耐温性、耐湿性、导电性、导热性）制件的耐温性、耐湿性、导电性、导热性和表面硬度不能达标；和表面硬度不能达标；（5）制件表面颜色可能不符合产品要求；）制件表面颜色可能不符合产品要求；因此，在快速成型后，一般都必须对制件进行因此，在快速成型后，一般都必须对制件进行适当的后处理。适当的后处理。第35页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理3.2.1 剥离 剥离是将成型过程中产生的废料、支撑结构剥离是将成型过程中产生的废料、支撑结构与工件分离。与工件分离。虽然，虽然，SLA、FDM和和TDP成型基本无废料，成型基本无废料，但是有支撑结构，必须在成型后剥离；但是有支撑结构，必须在成型后剥离；LOM成型无需专门的支撑结构，但有网状成型无需专门的支撑结构，但有网状废料，也必须在成型后剥离。废料，也必须在成型后剥离。第36页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理3.2.1 剥离1.1.手工剥离手工剥离手工剥离是操作者用手和一些简单的工具使手工剥离是操作者用手和一些简单的工具使废料、支撑结构与工件分离。废料、支撑结构与工件分离。2.2.化学剥离化学剥离当某种化学溶液能溶解支撑结构而又不会损伤当某种化学溶液能溶解支撑结构而又不会损伤制件时，可用此中化学溶液使支撑结构与工件制件时，可用此中化学溶液使支撑结构与工件分离。分离。3.3.加热剥离加热剥离当支撑结构为蜡，而成型材料为熔点较蜡高的材料时，可用当支撑结构为蜡，而成型材料为熔点较蜡高的材料时，可用热水或适当温度的热蒸汽使支撑结构熔化与工件分离。热水或适当温度的热蒸汽使支撑结构熔化与工件分离。第37页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理3.2.2 修补、打磨和抛光 当工件表面有较明显的小缺陷而需要修补时，可用当工件表面有较明显的小缺陷而需要修补时，可用热熔性塑料、乳胶与细粉料调和而成的腻子，热熔性塑料、乳胶与细粉料调和而成的腻子，或湿石或湿石膏予以填补，然后用砂纸打磨、抛光。常用工具有膏予以填补，然后用砂纸打磨、抛光。常用工具有各种粒度的各种粒度的砂纸砂纸、小型电动或气动打磨机小型电动或气动打磨机。对于用纸基材料快速成型的工件，当其上有很小对于用纸基材料快速成型的工件，当其上有很小而薄弱的特征结构时，可以先在它们的表面涂覆上而薄弱的特征结构时，可以先在它们的表面涂覆上一层增强剂，然后再打磨、抛光；也可先将这些部一层增强剂，然后再打磨、抛光；也可先将这些部件从工件上取下，待打磨、抛光后再用强力胶或环件从工件上取下，待打磨、抛光后再用强力胶或环氧树脂粘结、定位。氧树脂粘结、定位。第38页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理3.2.3 表面涂覆对于快速成型工件，典型的涂覆方法有如下几种。对于快速成型工件，典型的涂覆方法有如下几种。1.1.喷刷涂料喷刷涂料在快速成型制件表面可以喷刷多种涂料，常用的在快速成型制件表面可以喷刷多种涂料，常用的涂料有油漆、液态金属和反应形液态塑料等。涂料有油漆、液态金属和反应形液态塑料等。2.2.电化学沉积电化学沉积采用电化学沉积（又称电镀），能在快速成型件的采用电化学沉积（又称电镀），能在快速成型件的表面涂覆镍、铜、锡、铅、铬、锌以及铅锡合金等，表面涂覆镍、铜、锡、铅、铬、锌以及铅锡合金等，涂覆层厚度可达涂覆层厚度可达20-50um20-50um以上。最高以上。最高涂覆温度为涂覆温度为6060，沉积效率高。，沉积效率高。第39页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理3.2.3 表面涂覆2.2.电化学沉积电化学沉积第40页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理3.2.3 表面涂覆3.3.无电化学沉积无电化学沉积 无电化学沉积（又称无电镀），通过化学反应形无电化学沉积（又称无电镀），通过化学反应形成涂覆层，它能在制件表面涂覆金、银、铜、锡以成涂覆层，它能在制件表面涂覆金、银、铜、锡以及合金，涂覆层厚可达及合金，涂覆层厚可达5-20um/h,5-20um/h,涂覆温度为涂覆温度为6060，平均沉积率为平均沉积率为3-15um/h3-15um/h。沉积前，制件表面须先用沉积前，制件表面须先用6060、PHPH值为值为1212的碱水的碱水清洗清洗10min10min，然后用清水漂洗，并把含钯的电解，然后用清水漂洗，并把含钯的电解液或胶体催化不导电的涂覆表面液或胶体催化不导电的涂覆表面10min.10min.第41页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理3.2.3 表面涂覆4.4.物理蒸发沉积物理蒸发沉积 又称物理气相沉积（又称物理气相沉积（PVD)PVD)在真空条件下，采用物理方法，将材料源在真空条件下，采用物理方法，将材料源（固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分（固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子），并通过低压气体过程电离成离子），并通过低压气体过程（或等离子体过程），在基体表面沉积成某种具有特（或等离子体过程），在基体表面沉积成某种具有特种功能的薄膜技术。种功能的薄膜技术。第42页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.2 快速成型的后处理快速成型的后处理3.2.3 表面涂覆4.4.物理蒸发沉积物理蒸发沉积 又称物理气相沉积（又称物理气相沉积（PVD),PVD),在一真空室内进行在一真空室内进行它可分为三种方式：它可分为三种方式：（1 1）热蒸发，属于低粒子能量；）热蒸发，属于低粒子能量；（2 2）溅射，属于中粒子能量；）溅射，属于中粒子能量；（3 3）电弧蒸发，属于高粒子能量；）电弧蒸发，属于高粒子能量；包括阴极电弧蒸发和阳极电弧蒸发。包括阴极电弧蒸发和阳极电弧蒸发。第43页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.3 快速成型的精度快速成型的精度3.3.1 快速成型精度的概念 快速成型精度，应包括快速成型系统的精度，快速成型精度，应包括快速成型系统的精度，以及系统所能制作出来的成型件的精度。以及系统所能制作出来的成型件的精度。前者是后者的基础，后者远比前者复杂。这是前者是后者的基础，后者远比前者复杂。这是由于快速成型技术是基于材料累加原理的特殊由于快速成型技术是基于材料累加原理的特殊成型工艺所决定的。成型工艺所决定的。第44页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.3 快速成型的精度快速成型的精度3.3.1 快速成型精度的概念1.1.快速成型系统的精度快速成型系统的精度 快速成型系统的精度包括软件和硬件两部分，快速成型系统的精度包括软件和硬件两部分，对于不同的实现方法具体的精度项目有所不同。对于不同的实现方法具体的精度项目有所不同。软件部分主要是指软件部分主要是指CAD模型及层片信息的数据模型及层片信息的数据表达精度；表达精度；而硬件部分的精度主要指成型设备的各项精度。而硬件部分的精度主要指成型设备的各项精度。第45页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.3 快速成型的精度快速成型的精度3.3.1 快速成型精度的概念1.1.快速成型系统的精度快速成型系统的精度对于扫描法激光固化的快速成型系统应包括：对于扫描法激光固化的快速成型系统应包括：激光束扫描的精度；激光束扫描的精度；动态聚焦精度；动态聚焦精度；托板升降系统的运动精度；托板升降系统的运动精度；涂层精度。涂层精度。第46页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.3 快速成型的精度快速成型的精度3.3.1 快速成型精度的概念2.2.成型件的精度成型件的精度 成型零件的精度类似于制造领域中传统的零件成型零件的精度类似于制造领域中传统的零件精度概念，即尺寸精度、形状位置精度及表面精度概念，即尺寸精度、形状位置精度及表面质量。质量。（1 1）尺寸精度）尺寸精度 成型件与成型件与CADCAD模型相比，在模型相比，在X X、Y Y、Z Z方向上都方向上都可能有尺寸误差。可能有尺寸误差。第47页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.3 快速成型的精度快速成型的精度3.3.1 快速成型精度的概念2.2.成型件的精度成型件的精度（2 2）形位精度）形位精度 快速成型时可能出现的形状误差主要有：快速成型时可能出现的形状误差主要有：翘曲、扭曲、椭圆度、局部缺陷和遗失特征等。翘曲、扭曲、椭圆度、局部缺陷和遗失特征等。翘曲误差应以工件的底平面为基准，测量其翘曲误差应以工件的底平面为基准，测量其最高上面得绝对和相对翘曲变形量。最高上面得绝对和相对翘曲变形量。扭曲误差应以工件的中心线为基准，测量其扭曲误差应以工件的中心线为基准，测量其最大外径处的绝对和相对扭曲变形量。最大外径处的绝对和相对扭曲变形量。椭圆误差应沿成型的椭圆误差应沿成型的Z Z方向，选取一最大圆方向，选取一最大圆轮廓线，测量其椭圆度。轮廓线，测量其椭圆度。第48页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.3 快速成型的精度快速成型的精度3.3.1 快速成型精度的概念2.2.成型件的精度成型件的精度（3 3）表面质量）表面质量 快速成型件的表面误差有台阶误差、波浪误差和粗快速成型件的表面误差有台阶误差、波浪误差和粗糙度误差，都应在打磨、抛光和其他后处理之前进行糙度误差，都应在打磨、抛光和其他后处理之前进行测量。测量。其中台阶误差常见于自由表面出，应以差值其中台阶误差常见于自由表面出，应以差值hh来衡量；来衡量；波浪误差是成型件表面得明显起伏不平，应以全长波浪误差是成型件表面得明显起伏不平，应以全长L L上上波峰与波谷的相对差值波峰与波谷的相对差值h/Lh/L以及波峰的间距以及波峰的间距AA来衡量。来衡量。粗糙度应在成型件各结构部分的侧面和上下表面进行测粗糙度应在成型件各结构部分的侧面和上下表面进行测量，并取最大值。量，并取最大值。第49页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.3 快速成型的精度快速成型的精度3.3.2 零件误差形成机理及影响因素分析 1.1.零件误差产生原因分类零件误差产生原因分类零件误差零件误差数据处理产生的误差成型过程产生的误差后处理产生的误差第50页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.3 快速成型的精度快速成型的精度3.3.2 零件误差形成机理及影响因素分析 2.2.产生零件误差的因素分析产生零件误差的因素分析（1 1）数据处理产生的误差）数据处理产生的误差数据处理产生误差的原因主要有两个：数据处理产生误差的原因主要有两个：（一）（一）CAD模型面型化带来的误差；模型面型化带来的误差；（二）分层处理产生的误差；（二）分层处理产生的误差；第51页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.3 快速成型的精度快速成型的精度3.3.2 零件误差形成机理及影响因素分析 2.2.产生零件误差的因素分析产生零件误差的因素分析（2 2）成型加工产生的误差）成型加工产生的误差成型加工包括层准备和层制造与层叠加：成型加工包括层准备和层制造与层叠加：层准备时产生的误差；层准备时产生的误差；层制造与层叠加产生的误差层制造与层叠加产生的误差 后处理不当产生的误差。后处理不当产生的误差。第52页，共53页，编辑于2022年，星期六第三章 快速成型的前处理、后处理和精度快速成型的前处理、后处理和精度3.3 快速成型的精度快速成型的精度3.3.3 快速成型制件的表面粗糙度 2.2.分区变层厚固化工艺分区变层厚固化工艺 将整个将整个CADCAD模型的固化分为表面轮廓部分的固模型的固化分为表面轮廓部分的固化及内部实体部分的固化，对于表面轮廓部分采化及内部实体部分的固化，对于表面轮廓部分采用小层厚的固化工艺来减小台阶效应，而用小层厚的固化工艺来减小台阶效应，而内部实体部分采用大层厚的固化工艺来提高制作效率。内部实体部分采用大层厚的固化工艺来提高制