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三维打印机快速成形的工艺流程


(1)三维模型构造 由于RP系统只接受计算机构造的产品三维模型(立体图),然后才能进行切片处理,因而首先应在PC机或工作站上用CAD软件(如UG、Pro/E、I-DEAS等),根据产品要求设计三维模型;或将已有产品的二维三视图转换成三维模型;或在逆向工程中,用测量仪对已有的产品实体进行扫描,得到数据点云,进行三维重构。
(2)三维模型的近似处理 由于产品上往往有一些不规则的自由曲面,加工前必须对其进行近似处理。经过近似处理获得的三维模型文件称为STL格式文件,它由一系列相连空间三角形组成。典型的CAD软件都有转换和输出STL格式文件的接口,但有时输出的三角形会有少量错误,需要进行局部修改。
(3)三维模型的分层(Slicing)处理 由于RP工艺是按一层层截面轮廓来进行加工的,因此加工前须将三维模型上沿成形高度方向离散成一系列有序的二维层片,即每隔一定的间距分一层片,以便提取截面的轮廓。间隔的大小按精度和生产率要求选定。间隔越小,精度越高,但成形时间越长。间隔范围为0.05~0.5 mm,常用0.1 mm,能得到相当光滑的成形曲面。层片间隔选定后,成形时每层叠加的材料厚度应与其相适应。各种成形系统都带有Slicing处理软件,能自动提取模型的截面轮廓。
(4)截面加工 根据分层处理的截面轮廓,在计算机控制下,RP系统中的成形头(如激光扫描头或喷头)由数控系统控制,在x-y平面内按截面轮廓进行扫描,固化液态树脂(或切割纸,烧结粉末材料,喷射粘结剂、热熔剂和热熔材料),得到一层层截面。
(5)截面叠加 每层截面形成之后,下一层材料被送至已成形的层面上,然后进行后一层的成形,并与前一层面相粘结,从而将一层层的截面逐步叠合在一起,最终形成三维产品。
(6) 后处理 成形机成形完毕后,取出工件,进行打磨、涂挂,或者放进高温炉中烧结,进一步提高其强度(如3D-P工艺)。对于SLS工艺,将工件放入高温炉中烧结,使粘结剂挥发掉,以便进行渗金属(如渗铜)处理。
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